面向URLLC业务的MIMO上行系统线性接收机性能分析

针对5G超可靠低时延通信(URLLC)业务的应用需求,研究多输入多输出(MIMO)上行系统中匹配滤波接收机和迫零接收机的解码性能。在URLLC系统下,推导多用户MIMO上行链路在有限块长传输时两种接收机速率和解码错误率的表达式。采用基于随机矩阵理论的渐近等价分析方法和信道色散系数的泰勒展开式,分别获得高低信噪比场景下两种接收机解码错误率的解析式,据此分析两种接收机在URLLC业务下的性能差异,发现随着信噪比增加,迫零接收机解码错误率接近于零,而匹配滤波接收机解码错误率受限于基站天线数和用户数的比值。采用蒙特卡罗方法对所得理论表达式进行仿真验证,结果表明,随着信噪比增加,两种接收机速率和解码错误率的解析式与蒙特卡罗仿真结果十分接近,在低信噪比场景下解码错误率均高于10,在高信噪比场景下满足URLLC业务的可靠性指标,并且迫零接收机可靠性明显优于匹配滤波接收机。