极大规模MIMO的近场宽带信道估计

毫米波（mmWave）和太赫兹（THz）频段的极大规模多输入多输出（XL-MIMO）在提供极高波束成形增益以及超宽带频谱资源方面发挥着重要作用。遗憾的是，准确的宽带XL-MIMO信道估计受到称为近场波束分裂效应的新挑战的影响。现有工作要么忽略准确的近场信道模型，要么未能利用波束分裂效应，导致宽带XL-MIMO的信道估计精度较差。为解决该问题，本文提出一种基于双线性模式检测（BPD）的方法来准确恢复宽带XL-MIMO信道。具体而言，通过分析近场宽带信道的特征，我们首先揭示了近场波束分裂效应的双线性模式，这意味着近场信道在角度域和距离域中的稀疏支撑集可视为关于频率的线性函数。随后，受经典的同时正交匹配追踪技术启发，我们利用双线性模式估计各频率下每个近场路径分量的到达角（AoA）和距离参数。由此，可通过压缩感知算法恢复整个宽带XL-MIMO信道。此外，我们给出了所提算法与现有算法的计算复杂度比较。最后，仿真结果表明，在存在近场波束分裂效应的情况下，我们的方案能够实现近场宽带XL-MIMO信道的准确估计。