非平稳 XL-MIMO 下行平均能效问题

超大规模多输入多输出（XL-MIMO）是未来无线通信系统的关键技术。本文考虑了可见区域（visibility region, VR）在非平稳多用户 XL-MIMO 场景中的作用，其中只有部分天线能够接收用户的信号。在时分双工（TDD）模式下，我们首先通过检测上行训练阶段接收信号的能量来估计 VR。推导了两种检测错误的概率，并对检测到的 VR 上的上行信道进行估计。在下行数据传输中，为避免繁琐的蒙特卡罗试验，我们推导了基于正则化零强制（regularized zero-forcing, RZF）预编码的鞅平均能效（ergodic average energy efficiency, EE）的确定性近似表达式。在频分双工（FDD）模式下，VR 在上行训练中估计，然后从反馈信道获取检测到的 VR 的信道信息。在下行数据传输中，针对 RZF 预编码，也推导了鞅平均能效的近似表达式。依据近似结果，我们提出了一种交替优化算法，用于设计检测阈值和导轨长度（pilot length），适用于 TDD 和 FDD 模式。数值结果揭示了 VR 估计误差对鞅平均能效的影响，并展示了我们所提出算法的有效性。