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Sum-Rate Maximization for Linearly Precoded Downlink Multiuser MISO Systems with Partial CSIT: A Rate-Splitting Approach

机译:具有部分CsIT的线性预编码下行链路多用户mIsO系统的和率最大化:速率分裂方法

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摘要

This paper considers the Sum-Rate (SR) maximization problem in downlink MU-MISO systems under imperfect Channel State Information at the Transmitter (CSIT). Contrary to existing works, we consider a rather unorthodox transmission scheme. In particular, the message intended to one of the users is split into two parts: a common part which can be recovered by all users, and a private part recovered by the corresponding user. On the other hand, the rest of users receive their information through private messages. This Rate-Splitting (RS) approach was shown to boost the achievable Degrees of Freedom (DoF) when CSIT errors decay with increased SNR. In this work, the RS strategy is married with linear precoder design and optimization techniques to achieve a maximized Ergodic SR (ESR) performance over the entire range of SNRs. Precoders are designed based on partial CSIT knowledge by solving a stochastic rate optimization problem using means of Sample Average Approximation (SAA) coupled with the Weighted Minimum Mean Square Error (WMMSE) approach. Numerical results show that in addition to the ESR gains, the benefits of RS also include relaxed CSIT quality requirements and enhanced achievable rate regions compared to conventional transmission with NoRS.
机译:本文考虑了发射机(CSIT)信道状态信息不完善的情况下,下行MU-MISO系统中的求和率(SR)最大化问题。与现有作品相反,我们认为是一种非常规的传输方案。特别地,发给一个用户的消息分为两个部分:可以被所有用户恢复的公共部分,以及可以被相应用户恢复的私有部分。另一方面,其余用户则通过私人消息接收其信息。当CSIT误差随SNR的增加而衰减时,这种速率分离(RS)方法可提高可实现的自由度(DoF)。在这项工作中,RS策略与线性预编码器设计和优化技术结合在一起,以在整个SNR范围内实现最大化的遍历SR(ESR)性能。通过使用样本平均逼近(SAA)与加权最小均方误差(WMMSE)方法结合来​​解决随机速率优化问题,基于部分CSIT知识来设计预编码器。数值结果表明,与使用NoRS的传统传输相比,RS的好处除了获得ESR之外,还包括放宽CSIT质量要求和增强的可实现速率区域。

著录项

  • 作者

    Joudeh H; Clerckx B;

  • 作者单位
  • 年度 2016
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种
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