Asynchronous Cell-Free Massive MIMO With Rate-Splitting

预编码 异步通信 计算机科学 多输入多输出 电信线路 稳健性(进化) 信道状态信息 传输(电信) 光谱效率 拓扑(电路) 计算机网络 频道(广播) 电信 无线 数学 生物化学 化学 基因 组合数学
作者
Jiakang Zheng,Jiayi Zhang,Julian Cheng,Victor C. M. Leung,Derrick Wing Kwan Ng,Bo Ai
出处
期刊:IEEE Journal on Selected Areas in Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:41 (5): 1366-1382 被引量:3
标识
DOI:10.1109/jsac.2023.3240709
摘要

In practical cell-free (CF) massive multiple-input multiple-output (MIMO) networks with distributed and low-cost access points, the asynchronous arrival of signals at the user equipments increases multi-user interference that degrades the system performance. Meanwhile, rate-splitting (RS), exploiting the transmission of both common and private messages, has demonstrated to offer considerable spectral efficiency (SE) improvements and its robustness against channel state information (CSI) imperfection. The signal performance of a CF massive MIMO system is first analyzed for asynchronous reception capturing the joint effects of propagation delays and oscillator phases of transceivers. Taking into account the imperfect CSI caused by asynchronous phases and pilot contamination, we derive novel and closed-form downlink SE expressions for characterizing the performance of both the RS-assisted and conventional non-RS-based systems adopting coherent and non-coherent data transmission schemes, respectively. Moreover, we formulate the design of robust precoding for the common messages as an optimization problem that maximizes the minimum individual SE of the common message. To address the non-convexity of the design problem, a bisection method is proposed to solve the problem optimally. Simulation results show that asynchronous reception indeed destroys both the orthogonality of the pilots and the coherent data transmission resulting in poor system performance. Besides, thanks to the uniform coverage properties of CF massive MIMO systems, RS with a simple low-complexity precoding for the common message obtained by the equal ratio sum of the private precoding is able to achieve substantial downlink sum SE gains, while the application of robust precoding to the common message is shown to be useful in some extreme cases, e.g., serious oscillator mismatch and unknown delay phase.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yanna完成签到,获得积分10
3秒前
YZY完成签到 ,获得积分10
4秒前
sunny完成签到 ,获得积分10
9秒前
无幻完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
LJ_2完成签到 ,获得积分10
17秒前
358489228完成签到,获得积分10
24秒前
芙瑞完成签到 ,获得积分10
29秒前
动听鑫鹏完成签到,获得积分20
29秒前
胡平完成签到,获得积分10
34秒前
35秒前
yunt完成签到 ,获得积分10
35秒前
CY完成签到,获得积分10
38秒前
77完成签到,获得积分10
38秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
43秒前
Snoopy发布了新的文献求助10
46秒前
Wang发布了新的文献求助10
49秒前
victory_liu完成签到,获得积分10
49秒前
Moto_Fang完成签到 ,获得积分10
51秒前
xiaodusb完成签到 ,获得积分10
55秒前
tmobiusx完成签到,获得积分10
58秒前
草莓熊1215完成签到 ,获得积分10
1分钟前
美满的珠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
无语的煜祺完成签到 ,获得积分10
1分钟前
标致小翠完成签到,获得积分10
1分钟前
黄汉良完成签到,获得积分10
1分钟前
Jasper应助冲浪烤冷面采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
zl13332完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CJW完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
whitepiece完成签到,获得积分10
1分钟前
南浔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
闪闪含灵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
闪电侠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Aerospace Standards Index - 2025 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 1000
Teaching Language in Context (Third Edition) 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 961
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5450430
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4558166
关于积分的说明 14265571
捐赠科研通 4481676
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2454940
邀请新用户注册赠送积分活动 1445708
关于科研通互助平台的介绍 1421780