具有下行链路训练和信道状态反馈的多用户 MIMO 可达速率

我们考虑一个 MIMO 衰落广播信道，并计算当接收机通过下行链路训练获取信道状态信息并通过信道状态反馈提供给发射机时的可达遍历速率。在各种假设下分析并比较了未量化（模拟）和量化（数字）信道状态反馈方案。结果表明，当每个信道状态系数的反馈信道使用量大于 1 时，数字反馈可能更优。此外，我们表明通过适当设计数字反馈链路，即使在反馈信道上使用简单的未编码调制，反馈误差的影响也微乎其微。我们首先讨论了具有正交接入的无衰落 AWGN 反馈信道的情况，然后讨论了衰落 MIMO 多址接入（MIMO-MAC）的情况。我们表明，通过利用上行链路的 MIMO-MAC 特性，可以实现反馈信道资源随基站天线数量更好的缩放。最后，对于延迟反馈的情况，我们表明在衰落过程具有（归一化）最大多普勒频移 $0 < F < 1/2$ 的实际情况下，可实现最优复用增益的 $1 - 2F$ 部分。本工作的总体结论是：只要适当设计反馈链路，通过简单高效的信道状态反馈即可实现非常显著的下行链路吞吐量。