Qualidade de Serviço e Beamforming de Transmissão Justo Max-Mínimo para Múltiplos Grupos Multicast Co-canal

O problema do beamforming de transmissão para múltiplos grupos multicast co-canal é considerado, quando o estado do canal é conhecido no transmissor e sob dois pontos de vista: minimizando a potência total de transmissão enquanto garante uma relação sinal-para-interferência-mais-ruído (SINR) mínima prescrita em cada receptor; e uma abordagem "justa" que maximiza o SINR mínimo geral sob um orçamento total de potência. O problema central é uma generalização multicast do problema de beamforming de downlink multiusuário; a diferença é que cada fluxo transmitido é direcionado a múltiplos receptores, cada um com seu próprio canal. Tal generalização é relevante e oportuna, por exemplo, no contexto das redes sem fio emergentes WiMAX e UMTS-LTE. O problema conjunto também contém beamforming multicast de grupo único como um caso especial. Este último (e, portanto, também o anterior) é NP-difícil. Isso motiva a busca por soluções quasi-ótimas computacionalmente eficientes. Mostra-se que a relaxação lagrangiana acoplada com randomização/control de potência multicast co-canal adequada produz soluções aproximadas de alta qualidade computacionalmente eficientes. Para uma fração significativa de instâncias do problema, as soluções geradas dessa maneira são exatamente ótimas. Resultados numéricos extensivos utilizando canais sem fio simulados e medidos são apresentados para corroborar as nossas principais descobertas.