大规模 MIMO 中基于协方差辅助与非正交导频的 CSI 获取：大系统性能分析
信息论
2020-02-21 v2 math.IT
摘要
大规模多输入多输出（MIMO）系统利用具有大量天线单元的天线阵列同时服务许多不同用户。然而，系统中大量的天线使得信道状态信息（CSI）获取策略的设计至关重要且尤为困难。有趣的是，在大规模 MIMO 系统背景下，信道呈现出高度空间相关性，导致基站（BS）处的空间协方差矩阵呈强秩亏。以分析协方差辅助上行多用户 CSI 获取在大规模 MIMO 系统中的收益为最终目标，本文比较了以下两种情形的信道估计均方误差（MSE）：（i）传统 CSI 获取，其不假设任何关于用户空间协方差矩阵的知识并使用正交导频序列；（ii）协方差辅助 CSI 获取，其利用各协方差矩阵进行信道估计并支持使用非正交导频序列。我们对后者情形施加大系统分析，在各种关于导频序列分布与协方差矩阵的假设下建立了新的渐近 MSE 表达式。我们将这些表达式与描述传统 CSI 获取在某种等效长度正交导频序列下估计 MSE 的表达式相联系。该分析揭示了采用协方差辅助方法时相较传统策略可缩减多少训练开销。
引用
@article{arxiv.1903.00269,
title = {Covariance-Aided CSI Acquisition with Non-Orthogonal Pilots in Massive MIMO: A Large-System Performance Analysis},
author = {Alexis Decurninge and Luis G. Ordóñez and Maxime Guillaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.00269},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in the IEEE Transactions on Information Theory