多天线通信中信道协方差矩阵突变的检测

信道协方差矩阵的知识对于多天线系统中瞬时信道的估计和波束成形向量的设计至关重要。在实践中，由于环境和用户位置的变化，信道协方差矩阵可能发生突变。尽管已有一些工作提出了在变化发生后估计信道协方差矩阵的高效算法，但如何准确快速地检测到这种变化在文献中仍是一个悬而未决的问题。在本文中，我们专注于多天线基站（BS）与单天线用户设备（UE）之间的信道协方差变化检测。为了提供理论性能极限，我们首先提出了一种基于对数似然比（LLR）检验的精灵辅助变化检测器，假设变化后的信道协方差矩阵已知，并表征了相应的漏检概率和虚警概率。然后，本文考虑了变化后信道协方差矩阵未知的实际情况。我们使用最大似然（ML）估计技术，基于一定数量相干块上接收到的导频信号来预测协方差矩阵，并在此基础上采用基于LLR的变化检测器。数值结果表明，即使在信道样本数量较少导致协方差矩阵估计不够准确的情况下，我们提出的方案也能以较低的错误概率检测到变化。这一结果验证了在实践中准确且快速地检测信道协方差变化的可能性。