具有大规模接收天线阵列的非相干检测系统的设计与性能分析
信息论
2016-08-24 v1 math.IT
摘要
在毫米波频段利用大量天线的增益主要依赖于获取信道状态信息（CSI）这一昂贵操作以及繁琐的移相器。近期的工作开始研究使用基于能量检测（ED）的接收机的可能性，其中单个数据流根据信道和噪声能量进行解码。大规模接收天线阵列的渐近特性使得噪声的影响因噪声硬化效应而变得可预测。这实际上扩展了通信范围，而具有少量天线的接收机则受限于加性噪声的不可预测性。当信道具有大量空间自由度时，由于信道硬化，系统对不完善的信道知识具有鲁棒性。我们提出了两种分别基于瞬时信道能量和平均信道能量的检测方法。同时，我们基于接收能量的渐近性质设计了检测阈值。与现有工作不同，我们分析了误符号率（SER）的标度律行为。当已知瞬时信道能量时，ED 的性能在高信噪比场景下接近相干检测。当接收机依赖平均信道能量时，我们的性能分析基于精确的 SER，而非近似。结果表明，SER 的对数随天线数量线性递减。此外，对于阶数大于 2 的 PAM 星座，由于信道能量的不确定性，在高 SNR 下会出现饱和现象。仿真结果表明，ED 在复杂度大幅降低的情况下，在瑞利衰落信道和稀疏信道中均取得了有前景的性能。
引用
@article{arxiv.1606.06032,
title = {Design and Performance Analysis of Non-Coherent Detection Systems with Massive Receiver Arrays},
author = {Lishuai Jing and Elisabeth De Carvalho and Petar Popovski and Alex Oliveras Martinez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.06032},
year = {2016}
}