双极化 MIMO 系统的自适应毫米波波束对准

第五代无线系统预计将在异构蜂窝网络内的小小区中，利用毫米波 (mmWave) 频段的多天线通信。mmWave 的高路径损耗及物理遮挡使得通信充满挑战。为补偿严重的路径损耗，mmWave 系统可采用波束对准算法，通过对齐多个天线阵列的波束方向来实现高定向传输。本文讨论了一种采用双极化天线的 mmWave 系统。首先，我们提出了一种利用正交极化的实用软判决波束对准（soft-alignment）算法。通过并行探测正交极化，放松了训练序列 Welch 界的等式准则。其次，假设高 Ricean K 因子和恶劣散射环境，使模拟波束成形系统适应 mmWave 链路的定向特性。该软算法使 mmWave 系统能够将无数窄波束对准信道子空间，以尝试有效扫描 mmWave 信道。第三，我们提出了一种基于波束失准近似概率，将信道探测观测次数高效适应特定信道环境的方法。仿真结果表明，所提出的具有自适应探测时间的软对准算法通过利用极化分集，有效扫描了移动用户的信道子空间。