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首页> 外文期刊>IEEE Transactions on Information Theory >On the Capacity and Design of Limited Feedback Multiuser MIMO Uplinks
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On the Capacity and Design of Limited Feedback Multiuser MIMO Uplinks

机译：有限反馈多用户MIMO上行链路的容量和设计

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The theory of multiple-input-multiple-output (MIMO) technology has been well developed to increase fading channel capacity over single-input-single-output (SISO) systems. This capacity gain can often be leveraged by utilizing channel state information at the transmitter and the receiver. Users make use of this channel state information for transmit signal adaptation. In this correspondence, we derive the capacity region for the MIMO multiple access channel (MIMO MAC) when partial channel state information is available at the transmitters, where we assume a synchronous MIMO multiuser uplink. The partial channel state information feedback has a cardinality constraint and is fed back from the basestation to the users using a limited rate feedback channel. Using this feedback information, we propose a finite codebook design method to maximize the sum rate. In this correspondence, the codebook is a set of transmit signal covariance matrices. We also derive the capacity region and codebook design methods in the case that the covariance matrix is rank one (i.e., beam- forming). This is motivated by the fact that beamforming is optimal in certain conditions. The simulation results show that when the number of feedback bits increases, the capacity also increases. Even with a small number of feedback bits, the performance of the proposed system is close to an optimal solution with the full feedback.
机译：多输入多输出（MIMO）技术的理论已经得到了很好的发展，可以增加单输入单输出（SISO）系统上的衰落信道容量。通常可以通过利用发射机和接收机处的信道状态信息来利用这种容量增益。用户利用此信道状态信息进行发射信号适配。在这种对应关系中，当发射机假设部分信道状态信息可用时，我们推导出MIMO多址访问信道（MIMO MAC）的容量区域，这里我们假设同步MIMO多用户上行链路。部分信道状态信息反馈具有基数约束，并使用有限速率反馈信道从基站反馈给用户。利用此反馈信息，我们提出了一种有限码本设计方法，以使总和率最大化。在这种对应关系中，码本是一组发射信号协方差矩阵。在协方差矩阵为第一级的情况下（即波束成形），我们还推导了容量区域和码本设计方法。这是由于波束形成在某些条件下是最佳的这一事实引起的。仿真结果表明，当反馈位数增加时，容量也会增加。即使反馈位数很少，所提出系统的性能也接近于具有全反馈的最佳解决方案。

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