关于大规模波束空间 MIMO 信道感知中信道码与子空间码的新见解

本文针对使用单射频链的非自适应信道感知中的信道码和子空间码提供了新见解。观察到该问题自然映射为非相干解码问题，我们证明了最大似然（ML）角度估计器的感知性能（不需要通常未知的信道系数知识）由两个关键项决定：最小子空间距离和所用波束成形器的波束增益。我们推导了映射到 BPSK 的二进制线性信道码的子空间距离的精确表达式，这阐明了分别用于设计子空间码和信道码的子空间距离与汉明距离之间的关系。我们的结果还揭示了为什么仅有良好的汉明距离不足以进行感知，并表明众所周知的信道码族（如 Reed-Muller 码）在未经适当的码本剪枝而直接使用时，会产生零子空间距离，从而导致较差的感知性能。最后，我们引入了基于稀疏天线选择模式（Golomb 尺）的所谓波束空间子空间码，并证明其能提供接近最优的子空间距离。我们证明，这种精心设计的稀疏阵列特性可以通过卷积波束空间与波束成形增益相结合，从而在大规模多天线通信中实现具有理论保证的硬件高效且样本高效的信道感知。