面向海量物联网网络的嵌套混合圆柱阵列设计与波达方向估计
信号处理
2020-07-21 v1
摘要
在保持高网络接入能力的同时降低成本和功耗，是海量物联网（mIoT）网络的一项关键物理层需求。部署混合阵列是一种满足该需求且省成本、低能耗的方式，但会因混合阵列的射频（RF）网络合并多天线信号而牺牲系统自由度（DoF）与信道估计精度。本文提出一种用于 mIoT 网络的新型混合均匀圆圆柱阵列（UCyA）。我们基于稀疏阵列技术设计嵌套混合波束成形结构，并基于二阶信道统计提出相应信道估计方法。因此，仅需少量 RF 链即可保留 UCyA 的 DoF。我们还提出一种针对所提混合阵列定制的基于张量的二维（2-D）波达方向（DoA）估计算法。该算法在所有张量模上抑制噪声分量并直接作用于信号数据模型，从而以可承受的计算复杂度提升估计精度。经克拉美-罗下界（CRLB）分析佐证，仿真结果表明所提混合 UCyA 阵列与 DoA 估计算法能准确估计大量 IoT 设备的 2-D DoA。
引用
@article{arxiv.2007.10155,
title = {Nested Hybrid Cylindrical Array Design and DoA Estimation for Massive IoT Networks},
author = {Zhipeng Lin and Tiejun Lv and Wei Ni and J. Andrew Zhang and Ren Ping Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10155},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 10 figures, IEEE JSAC, accepted