FDD Massive MIMO：如何最优地结合 UL 导频与有限 DL CSI 反馈？

在频分双工（FDD）多输入多输出（MIMO）系统中，由于天线数量的增加导致巨大的反馈开销，获取用于预编码的准确下行信道状态信息（CSI）极具挑战性。利用上行导频进行下行 CSI 估计是一种很有前景的方法，可以消除 CSI 反馈。然而，随着信道路径数量的增加，下行 CSI 估计精度显著下降，从而导致频谱效率降低。在本文中，我们证明了通过将上行 CSI 与有限的下行 CSI 反馈信息相结合，实现与完美 CSI 相当的下行频谱效率是可行的。我们提出的下行 CSI 反馈策略传输下行信道路径的量化相位信息，有别于传统的有限反馈方法。我们提出了一种均方误差（MSE）最优的下行信道重建方法，通过联合利用上行 CSI 和有限的下行 CSI。借助该 MSE 最优估计器，我们将 MSE 推导为用于相位量化的反馈比特数的函数。随后，我们提出了一种最优反馈比特分配方法，通过相位量化最小化重建信道中的 MSE。利用稳健的下行预编码技术，我们证明了所提出的下行信道重建方法足以获得与完美 CSI 相当的合计频谱效率。