一种用于大规模MIMO网络中减少导频CSI跟踪的无线电地图方法
信号处理
2025-08-13 v5
摘要
大规模多输入多输出（MIMO）系统在增强无线通信性能方面具有巨大潜力，然而准确且及时的信道状态信息（CSI）获取仍然是一个关键挑战。现有的CSI估计和无线电地图应用工作通常依赖于平稳的CSI统计量和准确的位置标签。然而，由于用户移动性和环境变化，CSI过程可能是不连续的，并且不准确的位置数据会降低性能。相比之下，本文研究了在没有平稳CSI统计量和精确位置标签假设下的无线电地图嵌入CSI跟踪和无线电地图构建。利用无线电地图作为先验信息，本文开发了一个无线电地图嵌入的切换卡尔曼滤波器（SKF）框架，该框架在减少导频的稀疏CSI观测下，联合跟踪位置和CSI并进行自适应波束赋形。对于没有精确位置标签的无线电地图构建，基于隐马尔可夫模型（HMM）联合估计位置序列和信道协方差矩阵。找到了信道协方差矩阵的无偏估计量。在射线追踪MIMO信道数据集上的数值结果表明，每10毫秒使用1个导频，平均可实现超过完美CSI容量97%的性能，而传统的卡尔曼滤波器（KF）只能达到76%。此外，所提出的无线电地图嵌入CSI模型可以将无线电地图构建的定位误差从先验的30米降低到6米。
引用
@article{arxiv.2410.05803,
title = {A Radio Map Approach for Reduced Pilot CSI Tracking in Massive MIMO Networks},
author = {Yuanshuai Zheng and Junting Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.05803},
year = {2025}
}