近场信道估计与XL-MIMO系统中联合角度-距离恢复：无网格超分辨方法

现有的极大规模MIMO(XL-MIMO)系统近场信道估计方法通常联合离散化角度和距离参数，导致大规模极坐标域码本。本文提出一种新框架，将近场信道估计形式化为无网格超分辨问题，无需显式构建码本。通过采用球面波定向矢量的二阶近似，将近场信道表示为由未知波形调制的复指数函数的叠加。我们证明，这些波形紧密地位于公共离散啁啾率(DCR)子空间中，其维度随元素数为$\Theta(\sqrt{N})$。利用这一结构并应用提升技术，我们将非凸问题转化为使用正则化原子范数最小化求解的凸问题，该问题等价于半正定规划。从凸问题解中，我们获得无网格角度估计值，并推导出闭式粗糙距离估计，随后在精确球面模型下使用基于梯度的非线性最小二乘法进行细化。该方法避免了基准不匹配和穷举二维网格搜索，同时实现了在稀疏多径场景下，信道规模与阵列规模亚线性缩放的准确联合角度-距离估计。仿真结果表明，在代表性近场场景中，本文方法能够实现准确的信道重建和用户定位。