基于信道知识图的毫米波大规模MIMO环境感知无训练波束对齐
信号处理
2021-02-22 v1
摘要
毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）通信系统有望实现巨大的传输速率，前提是发射与接收波束与MIMO信道适当对齐。然而，现有的波束对齐技术依赖于信道估计或波束扫描，这带来了极高的训练开销，尤其对于未来天线维度进一步增加且对高性价比硬件架构要求更严苛的无线系统而言。本文提出一种新的波束对齐技术，该技术环境感知且无训练，利用新兴的信道知识图（CKM）概念，以及当代无线系统中现成的用户位置信息。CKM是一个特定站点的数据库，以发射机/接收机位置为标签，包含有助于促进甚至取代实时信道状态信息（CSI）获取的可用信道信息。针对毫米波大规模MIMO系统中的波束对齐，提出了CKM的两个实例，即信道路径图（CPM）和波束索引图（BIM）。结果表明，与现有的基于训练的波束对齐方案相比，所提出的CKM赋能环境感知波束对齐能够大幅提高有效通信速率，即使在中等用户位置误差下也是如此，这归功于其对高昂训练开销的显著节省。
引用
@article{arxiv.2102.09871,
title = {Environment-Aware and Training-Free Beam Alignment for mmWave Massive MIMO via Channel Knowledge Map},
author = {Di Wu and Yong Zeng and Shi jin and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.09871},
year = {2021}
}