A comparison of dynamic cooperation clustering algorithms and pilot assignment methods on performance, complexity and fairness of user centric mimo uplink

Abstract

User Centric Massive MIMO ou Cell Free MIMO propõem uma alternativa aos convencionais sistemas celulares MIMO, visto que possuem como objetivo uma distribuição mais uniforme das taxas de transmissão entre os usuários. Cell free atinge esse objetivo ao explorar a diversidade geográfica do meio de comunicação, ao conectar o usuário a vários pontos de acesso espalhados ao longo de uma grade. Pesquisas iniciais a respeito de sistemas usuàrio centrado sugeriram que o usuário deveria ser servido por todos os pontos de acesso em sua proximidade, o que resultaria em desempenho quase ótimo. Estudos recentes, no entanto, mostraram que tal configuração pode ser irrealizável na presença de um número elevado de pontos de acesso. Um algoritmo que conecta um usuário aos pontos de acesso por meio de métricas de cancelamento de interferência provou requerer menos potência computacional, com uma perda mínima de desempenho. Tal método possui desempenho insuficiente em ambientes em que uma estimativa de canal de maior qualidade se faz necessária. Este trabalho propõe métodos alternativos, que se mostram mais realizáveis em tais ambientes. Adicionalmente, dois desses algoritmos para assinalamento dos pontos de acesso não dependem da técnica utlizada para estimar o canal, de tal maneira que podem ser usados até em ambientes em que se faça uso de estimativa não linear do canal, contrário a técnicas tradicionais. Um ponto chave deste trabalho é estabelecer uma comparação entre os métodos de assinalamento de pontos de acesso no que se refere à viabilidade de seus usos em redes convencionais, por exemplo em relação ao aumento do número de usuários, qualidade de estimativa do canal e adição de novos pontos de acesso. Outro objetivo é a comparação desses métodos aos convencionais, como sistemas celulares. Outro objetivo é a comparação do desempenho de sistemas com estatísticas perfeitas e imperfeitas de canal, e, finalmente, o desempenho destes métodos para diferenres métricas de cancelamento de interferência (os algoritmos de assinalamento de pilotos).