毫米波车载通信的快速信道估计与波束跟踪
信号处理
2019-09-26 v2
摘要
毫米波（mmWave）被称为高带宽车载通信的唯一可行方案。然而，为提供令人满意的服务质量所需的频繁信道估计与波束成形限制了毫米波在车载通信中的应用。本文中，我们提出一种用于车载网络环境下毫米波通信的新型信道估计与波束跟踪框架。对于信道估计，我们提出一种称为鲁棒自适应多反馈（RAF）的算法，其在显著更少的反馈比特数下达到与现有信道估计算法相当的估计性能。我们推导了给定若干次信道估计下RAF算法估计误差概率（PEE）的上界与下界，其准确性通过蒙特卡洛仿真得到验证。对于波束跟踪，我们提出一种用于毫米波车载通信的新实用模型。与先前工作不同，该模型基于位置、速度与信道系数，这使得跟踪性能显著提升。聚焦于新波束跟踪模型，我们重新推导了雅可比矩阵的方程，降低了车载通信的复杂度。我们进行了大量仿真以展示所提信道估计方法与波束跟踪算法相较于现有算法与模型的优越性。我们的仿真表明，RAF算法可达到期望的PEE，同时平均减少75.5%的反馈开销与14%的总信道估计时间。波束跟踪算法也被证明可显著改善波束跟踪性能，为数据传输留出更多空间。
引用
@article{arxiv.1806.00161,
title = {Fast Channel Estimation and Beam Tracking for Millimeter Wave Vehicular Communications},
author = {Sina Shaham and Ming Ding and Matthew Kokshoorn and Zihuai Lin and Shuping Dang and Rana Abbas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.00161},
year = {2019}
}