Abstract: Wir präsentieren eine neue Sendestrategie für massive Mehrbenutzer-MIMO-Systeme, einschließlich Uplink/Downlink-Kanaleinschätzung und Nutzerzeitplan für die Datenübertragung. Dieses Schema nutzt Feldstrukturen sowie räumliche Informationen des eingehenden Signals an BS, und erzeugt ein alternatives Niedrigstand-Signalmodell mit dem Namen „spatial basis expansion model“ (SBEM). Die Basisvektoren des SBEM werden aus DFT-Vektoren abgeleitet und können effizient in das Schnell-Fourier-Transform (FFT) eingesetzt werden. Mit SBEM kann sowohl eine Uplink- als auch eine Downlink-Kanalschätzung bei Mehrbenutzern vorgenommen werden, wobei gleichzeitig nur ein sehr geringer Schulungsaufwand erforderlich ist. Dies reduziert Schulungsaufwand und -kosten und den Feedback-Aufwand bei Downlink-Trainings maßgeblich. Zusätzlich kann die Kanaleinschätzung verschiedener Nutzer räumlich durch orthogonale Strahlen getrennt durchgeführt werden, was das Pilotkontaminationsproblem unmittelbar entschärft. Im Vergleich zum bestehenden Niedrigstand-Modeling erfordert das neu entworfene SBEM keinerlei Einbezug der massiven Kanalstatistiken und wird nicht von der hochkomplexen Eigenwertzerlegung der massiven Kovarianzmatrizen beeinträchtigt.

Ein anderer Schlüsselvorteil vom SBEM ist es, dass wegen der Reziprozität der elektromagnetischen Wellen auch die Strahlungsrichtungen für die Up- und Downlink-Übertragung reziprok sind. Daher ist SBEM nicht nur für TDD-Systeme geeignet, sondern bietet auch eine niedrigkomplexe Lösung für FDD-Systeme. Schlussendlich wurden einige effiziente Nutzerzeitplan-Algorithmen für die Datenübertragung entwickelt, die auf verschiedenen Optimierungskriterien basieren.

Biographie: Feifei Gao erhielt seinen Doktortitel von der Staatsuniversität Singapore im Jahr 2007. Er war Forscher am Institut für Infokommforschung (I2R), A*STAR, (2008). Von 2009 bis 2010 war er Assistenzprofessor an der School of Engineering and Science, Jacobs Universität, Deutschland. Im Jahr 2011 wechselte er an das Fachgebiet Automatisierung der Tsinghua Universität in Beijing, wo er derzeit als Associate Professor tätig ist. Prof. Gaos Forschungsbereiche umfassen Kommunikationstheorie, Signalverarbeitung für die Kommunikation, Array-Signalverarbeitung und konvexe Optimierungen. Er ist (Co-)Autor von mehr als 70 IEEE-Zeitschriftenartikeln mit mehr als 3500 Zitaten in Google-Scholar. Prof. Gao hat als Herausgeber von IEEE Trans, Wireless Commun, IEEE Wireless Commun. Lett., International Journal on Antennas and Propagations, und China Commun. gearbeitet. Er war auch Syposium-Co-Vorsitzender der 2015 IEEE ICC, 2014 IEEE GLOBECOM, 2014 IEE VTC.