Future wireless communications are largely inclined to deploy massive numbers of antennas at the base stations (BSs) by leveraging cost- and energy-efficient as well as environmentally friendly antenna arrays. The emerging technology of dynamic metasurface antennas (DMAs) is promising to realize such massive antenna arrays with reduced physical size, hardware cost, and power consumption. The goal of this paper is the optimization of the energy efficiency (EE) performance of DMA-assisted massive multiple-input multiple-output (MIMO) wireless communications. Focusing on the uplink, we propose an algorithmic framework for designing the transmit precoding of each multi-antenna user and the DMA tuning strategy at the BS to maximize the EE performance, considering the availability of either instantaneous or statistical channel state information (CSI). Specifically, the proposed framework is shaped around Dinkelbach's transform, alternating optimization, and deterministic equivalent methods. In addition, we obtain a closed-form solution to the optimal transmit signal directions for the statistical CSI case, which simplifies the corresponding transmission design for the multiple-antenna case. Our numerical results verify the good convergence behavior of the proposed algorithms, and showcase the considerable EE performance gains of the DMA-assisted massive MIMO transmissions over the baseline schemes.


翻译:未来无线通信主要倾向于通过利用成本和能源效率以及环境友好型天线阵列,在基站部署大量天线。新兴的动态超表面天线技术(DMAs)有望实现这种大型天线阵列,其物理规模、硬件成本和电力消耗减少。本文件的目标是优化Dinkelbach的变换、交替优化和确定式等同方法的DMA辅助的大规模多投入多产出(MIMO)无线通信的能效(EEE)性能。我们以上链接为重点,提出一个算法框架,用于设计每个多antenna用户的传输预编码和BSDMA调控战略,以最大限度地提高EE的性能。具体地说,拟议框架围绕Dinkelbach的变换、交替优化和确定式等同方法的节能。此外,我们对统计 CIMO案的信号发送最佳方向有一个封闭式解决方案,它简化了多安纳型用户的相应传输设计。我们的数字结果验证了E-MA的大幅趋同性模型的模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
39+阅读 · 2020年9月6日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19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
103+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9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
【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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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 · 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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 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
0+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
相关资讯
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
【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
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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 · 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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 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
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员