面向实际非平稳无线信道的联合空时预编码
信号处理
2023-01-25 v2 信息论
math.IT
摘要
现代无线系统中的高移动性、高密度和多径使得信道高度非平稳。这导致信道分布随时间变化，从而在多个自由度（DoF，例如用户、天线、频率和符号）上存在时变联合干扰，使得传统预编码在实践中并非最优。本工作中，我们推导了 Mercer 定理的高阶推广（HOGMT），将多用户非平稳信道分解为两组（对偶）联合正交子信道（特征函数），当一组通过信道传输时得到另一组。这种特征函数的对偶性和联合正交性保证了在独立平坦衰落子信道上的传输。因此，以最优推导系数传输这些特征函数最终缓解了任意自由度间的干扰，并构成了所提联合空时预编码的基础。所传输的对偶特征函数和系数在解调时直接于接收端重建数据符号，从而通过免除任何互补后编码需求显著降低了计算负担。此外，从时频延迟-多普勒信道核分解出的特征函数对提取二阶信道统计至关重要，因而完整刻画了底层信道。我们使用 Matlab 构建的真实非平稳信道框架进行评估，表明在 OFDM 系统中，对于高阶调制，我们的预编码在 SNR15dB 下实现 BER 降低 4 个数量级，且相比最先进预编码复杂度更低。
引用
@article{arxiv.2211.06017,
title = {Joint Spatio-Temporal Precoding for Practical Non-Stationary Wireless Channels},
author = {Zhibin Zou and Maqsood Careem and Aveek Dutta and Ngwe Thawdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06017},
year = {2023}
}
备注
This paper is accepted by IEEE Transactions on Communications. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2202.04148