瑞利衰落信道上行分布式大规模MIMO系统跨层设计性能分析

WANG Hui,YU Xiangbin, LIU Fuyuan,LIU Tao, BAI Jiawei

Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（2021）

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摘要

研究了在瑞利衰落信道下将离散速率自适应调制与自动重传技术相结合的上行分布式大规模多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)系统的跨层设计(Cross-layer design,CLD)性能.通过性能分析,基于每个用户近似有效信噪比的条件概率密度函数和目标丢包率(Packet loss rate,PLR)约束下的切换阈值,推导出了采用CLD的分布式大规模MIMO系统的平均误包率(Average packet error rate,APER)和整体平均频谱效率(Average spectral efficiency,ASE)的闭式表达式.根据以上结果,使用互补误差函数的近似值,还可以推导出近似的APER和整体ASE.仿真结果表明理论分析是有效的,得到的理论ASE和APER能很好地匹配相应的仿真.此外,该系统可以满足目标PLR要求,并且分布式大规模MIMO系统比集中式大规模MIMO提供了明显的性能提升.

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关键词

distributed massive multiple-input multiple-output(MIMO)system,zero-forcing detection,cross-layer design,spectral efficiency,quality of service,packet error rate

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