基于梯度追踪的单比特ADC毫米波大规模MIMO系统信道估计
信号处理
2022-07-19 v1 信息论
math.IT
摘要
在毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统中，采用单比特模数转换器（ADCs）以降低由宽带和大阵列引起的不切实际的高功耗。实际上，毫米波频段由少量路径组成，从而产生稀疏的虚拟信道。由此产生的最大后验（MAP）信道估计问题是一个稀疏约束优化问题，其求解是NP难的。本文提出了用于带单比特ADC的毫米波大规模MIMO系统的迭代近似MAP信道估计器，其基于梯度支撑追踪（GraSP）和梯度硬阈值追踪（GraHTP）算法。GraSP和GraHTP算法迭代地追踪目标函数的梯度以近似优化带稀疏约束的凸目标函数，它们分别是压缩感知（CS）中压缩采样匹配追踪（CoSaMP）和硬阈值追踪（HTP）算法的推广。然而，当目标函数病态时（可能由高度相干的感知矩阵引起），GraSP和GraHTP算法的性能无法保证。本文提出频带最大值选择（BMS）硬阈值技术来修正GraSP和GraHTP算法，即分别得到BMSGraSP和BMSGraHTP算法。BMSGraSP和BMSGraHTP算法基于频带最大值准则而非朴素硬阈值来追踪目标函数的梯度。此外，开发了基于快速傅里叶变换（FFT-based）的快速实现以降低复杂度。BMSGraSP和BMSGraHTP算法被证明既准确又高效，其性能通过大量仿真得到了验证。
引用
@article{arxiv.1912.08524,
title = {Channel Estimation via Gradient Pursuit for MmWave Massive MIMO Systems with One-Bit ADCs},
author = {In-soo Kim and Junil Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08524},
year = {2022}
}
备注
to appear in EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking