In this paper, we optimize user scheduling, power allocation and beamforming in distributed multiple-input multiple-output (MIMO) networks implementing user-centric clustering. We study both the coherent and non-coherent transmission modes, formulating a weighted sum rate maximization problem for each; finding the optimal solution to these problems is known to be NP-hard. We use tools from fractional programming, block coordinate descent, and compressive sensing to construct an algorithm that optimizes the beamforming weights and user scheduling and converges in a smooth non-decreasing pattern. Channel state information (CSI) being crucial for optimization, we highlight the importance of employing a low-overhead pilot assignment policy for scheduling problems. In this regard, we use a variant of hierarchical agglomerative clustering, which provides a suboptimal, but feasible, pilot assignment scheme; for our cell-free case, we formulate an area-based pilot reuse factor. Our results show that our scheme provides large gains in the long-term network sum spectral efficiency compared to benchmark schemes such as zero-forcing and conjugate beamforming (with round-robin scheduling) respectively. Furthermore, the results show the superiority of coherent transmission compared to the non-coherent mode under ideal and imperfect CSI for the area-based pilot-reuse factors we consider.


翻译:在本文中,我们优化了用户的时间安排、权力分配以及分布式多投入多输出(MIMO)网络中的分布式多输出(MIMO)网络,以实施以用户为中心的集群;我们研究了一致和非一致的传输模式,为每个传输模式制定了加权总和最大化问题;为这些问题找到最佳解决办法已知是NP硬的;我们利用微分编程、块形协调下行和压缩感学等工具构建一种算法,以优化波束重量和用户列表,以平稳的非下降模式汇聚。频道国家信息(CSI)对于优化至关重要,我们强调对排期问题采用低超额试点分配政策的重要性。在这方面,我们采用等级组合组合的变式,提供亚优但可行的试点派任办法;我们为无细胞案例设计了一个以区域为基础的试点再利用要素。我们的成果显示,与诸如零叉式和等基准计划相比,长期网络和光谱效率带来巨大收益,我们强调对排程问题采用低超标试点政策的重要性。我们采用等级组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合组合,以展示不甚完善的模型,以显示不甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚甚的列表。

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