超大规模非平稳MIMO信道估计问题研究与设计

摘要

超大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统在未来的通信发展有巨大的潜力,随着天线阵列规模的增大,天线阵列的近场效应和无线信道的空间非平稳性对信道估计带来了更大的挑战。对于近场效应,不仅需要估计角度,还需要估计距离,本文提出将所需估计的角度和距离分开估计,减少估计的复杂度;对于非平稳性,需要判断散射体的可见子阵列的范围,本文提出对每个子阵列分别估计角度,根据角度和对子阵列接收信号的协方差矩阵做特征值分解得到的特征值大小,来判断散射体的可见子阵列范围,然后根据已得到的角度来估计距离。进一步分析发现,靠近中心的子阵列角度估计更准确,靠近边缘的子阵列距离估计更准确。在此基础上,本文给出了不同散射情况下超大规模阵列角度和距离的确定方案。仿真结果表明,所提出的针对近场效应和非平稳性的信道估计方案有更小的均方误差。