混合波束成形系统中用于上行链路信道估计的分组窄波束设计
信号处理
2025-06-03 v1
摘要
本文考虑具有部分连接混合波束成形 (PC-HBF) 结构的大规模多输入多输出 (MIMO) 系统的上行链路信道估计。现有的波束设计和信道估计方案通常基于理想假设，并且需要在多个时隙中传输导频，使其不适用于实际的 PC-HBF 系统。为了克服这些缺点，我们提出了一种新颖的波束设计和相应的信道估计算法，以实现准确且实时的上行链路信道估计。首先，我们在垂直维度引入分组窄波束设计，以抑制来自不需要的角度分量的干扰并提高垂直角度估计精度，该设计将均匀平面阵列 (UPA) 的列划分为组，并将垂直角度区间划分为子区间。这样，为每个组分配一个窄波束以覆盖一个垂直角度子区间，并基于滤波器设计理论设计窄波束集合。其次，我们使用分布估计算法 (EDA) 优化天线分组模式，在水平维度上平衡干扰抑制和分辨率能力，从而获得更好的水平角度估计性能。最后，我们设计了一种低复杂度的分组子空间约束变分贝叶斯推断 (GW-SC-VBI) 算法，以充分利用所提出的波束设计，实现低复杂度和高精度的信道估计。仿真结果表明，所提出的方案比基线方法获得了显著的性能提升。
引用
@article{arxiv.2506.01043,
title = {A Group-Wise Narrow Beam Design for Uplink Channel Estimation in Hybrid Beamforming Systems},
author = {Yufan Zhou and Yongbo Xiao and An Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.01043},
year = {2025}
}