极大规模可重构智能表面（XL-RIS）辅助宽带毫米波系统的近场信道估计
信息论
2023-04-04 v1 信号处理
math.IT
摘要
近场通信在近场信道上提供了新的机遇，然而，球面波前传播使得近场信号处理具有挑战性。在此背景下，本文针对由极大规模可重构智能表面（XL-RIS）辅助的宽带 MIMO 毫米波系统，提出高效的近场信道估计方法。对于由模拟 RIS 反射的宽带信号，我们刻画了其在角度域和距离域上的近场波束斜视效应。基于对全频率上近场波束模式的数学分析，通过最小化任意两波束的相干性，构建了宽带球面域字典。据此，我们基于毫米波信道的球面域稀疏性，建立二维压缩感知问题以恢复信道参数。为此，在我们提出的多频可并行子空间恢复框架内，给出一种基于相关系数的原子匹配方法以实现高效求解。此外，我们提出一种二维 oracle 估计器作为基准，并推导其在所有子载波上的下界。我们的发现强调了系统超参数以及各子载波的感知矩阵对估计精度的决定性意义。最后，数值结果表明，所提方法相较下界取得了可观性能，且时间复杂度关于 RIS 单元数量呈线性。
引用
@article{arxiv.2304.00440,
title = {Near-Field Channel Estimation for Extremely Large-Scale Reconfigurable Intelligent Surface (XL-RIS)-Aided Wideband mmWave Systems},
author = {Songjie Yang and Chenfei Xie and Wanting Lyu and Boyu Ning and Zhongpei Zhang and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00440},
year = {2023}
}