ユーザ中心型ネットワークマッシブMIMOのためのマトリックス多様体最適化によるプリコーダ設計

本論文では、ユーザ中心型ネットワークマッシブMIMOダウンリンクにおけるマトリックス多様体最適化を用いたプリコーダ設計を研究する。ユーザ中心型ネットワークマッシブMIMOシステムでは、各ユーザ端末は全てのベースステーションではなく、一部のベースステーションによって提供されるサービスを受ける。これにより、設計すべきプリコーダの次元が低減される。プリコーダが電力制約を満たすことを示し、制約付き問題をリーマン部分多様体上の無制約問題に変換する。リーマン勾配、射影、レトラクション、ベクトル輸送などのリーマン幾何学的要素を導出し、リーマン共役勾配法によるプリコーダ設計手法を提案する。提案手法は大規模行列の逆行列を必要としないため、実用的に有効である。複雑度解析により、提案手法の高い計算効率が示される。シミュレーション結果は、提案プリコーダ設計の優位性とユーザ中心型ネットワークマッシブMIMOシステムの高い効率を実証する。