To improve the poor performance of distributed operation and non-scalability of centralized operation in traditional cell-free massive MIMO, we propose a cell-free distributed collaborative (CFDC) massive multiple-input multiple-output (MIMO) system based on a novel two-layer model to take advantages of the distributed cloud-edge-end collaborative architecture in beyond 5G (B5G) internet of things (IoT) environment to provide strong flexibility and scalability. We further ultilize the proposed CFDC massive MIMO system to support the low altitude three-dimensional (3-D) coverage scenario with unmanned aerial vehicles (UAVs), while accounting for 3-D Rician channel estimation, user-centric association and different scalable receiving schemes. Since coexisted UAVs and ground users (GUEs) cause greater interference, we ultilize user-centric association strategy and minimum-mean-square error (MMSE) channel state information (CSI) estimation to obtain the estimated CSI of UAVs and GUEs. Under the CFDC scenarios, scalable receiving schemes as maximum ratio combing (MRC), partial zero-forcing (P-ZF) and partial minimum-mean-square error (P-MMSE) can be performed at edge servers and the closed-form expressions for uplink spectral efficiency (SE) are derived. Based on the derived expressions, we propose an efficient power control algorithm by solving a multi-objective optimization problem (MOOP) between maximizing the average SE of UAVs and GUEs simultaneously with Deep Q-Network (DQN). Numerical results verify the accuracy of the derived closed-form expressions and the effectiveness of the coexisted UAVs and GUEs transmission scheme in CFDC massive MIMO systems. The SE analysis under various system parameters offers numerous flexibilities for system optimization.


翻译:为改善传统无细胞大型MIMO中分布式运行的不良性能和中央操作无法在传统的无细胞大规模MIMO中进行集中操作,我们提议基于新型双层模型,利用5G(B5G)事物互联网(IOT)环境(IOT)以外的分布式云端合作架构的优势,提供强大的灵活性和可缩放性。我们进一步利用拟议的CFDC大规模IMO系统,以支持无人驾驶航空飞行器(UAAVs)的低高度三维(3D)电流三维电流覆盖情景,同时核算3D型里科频道估计、以用户为中心的关联和不同可扩缩接收机制。由于UAVA和地面用户(G5G)的共存,我们利用用户中心型关联战略和最小中位错误(MESE)频道状态信息估计(CSI),以获得UAVSA和GUEs的估算值三维(3D)的三维(3D)低高度(3D)覆盖情景,同时考虑3D频道频道的大规模接收计划,以最大超端(ME-SE-SE-LILILO(ME)系统(O(O-SE-FFD)运行中,可以升级和最深层分析)系统(OF-SUD-SUD-SUD-SUD-SUD-SUD-S-S-SY-SUD-S-S-S-S-SLL)的系统(部分)为最大端端端端(部分),可以升级算算算算算算)。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
100+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月16日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
100+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Call for Nominations: 2022 Multimedia Prize Paper Award
CCF多媒体专委会
0+阅读 · 2022年2月12日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员