FDD大规模MIMO中的信道状态获取：率失真界与“模拟”反馈的有效性

我们考虑在宽带FDD大规模MIMO系统中通过下行链路（DL）训练与上路链路（UL）反馈估计信道衰落系数（建模为相关高斯向量）的问题。利用率失真理论，我们推导了在DL训练导频数（$\beta_{tr}$）和UL反馈维度（$\beta_{fb}$）下，使用随机、空间各向同性导频时可实现信道状态估计误差的最优界。结果表明，当训练导频数超过信道协方差秩（$r$）时，最优率失真反馈策略在估计信道状态时实现估计误差以$\Theta (SNR^{-\alpha})$衰减，其中$\alpha = min (\beta_{fb}/r , 1)$即所谓的质量缩放指数。我们还讨论了一种“模拟”反馈策略，表明其在无需信道协方差知识且用户侧仅需简单信号处理的情况下，能在广泛训练与反馈维度范围内实现最优质量缩放指数。我们的发现得到数值仿真支持，仿真比较了各种策略在DL中采用迫零预编码时的信道状态均方误差与可实现遍历和速率。