具有近场空间非平稳性的 XL-MIMO 性能分析与低复杂度设计
信号处理
2023-10-13 v2
摘要
极大规模多输入多输出（XL-MIMO）能够借助大量用户支持极高的系统容量。本文构建了一个用于近场中具有空间非平稳性的 XL-MIMO 分析与低复杂度设计的框架。具体而言，我们首先基于近场球面波前的电磁（EM）信道模型，分析了离散孔径 XL-MIMO 的理论性能。我们从解析上揭示了离散孔径与极化失配对接收功率的影响，并基于所考虑的 EM 信道模型对经典 Fraunhofer 距离作了补充。我们的解析结果表明，在近场中 XL 阵列的有限部分接收了大部分信号功率，由此引出用户的可见区域（VR）这一概念。据此，我们提出了一种 VR 检测算法，并利用所获 VR 信息设计了一种低复杂度符号检测方案。此外，我们提出了一种基于图论的用户划分算法，其依赖于不同用户间的 VR 重叠率。部分迫零（PZF）仅用于消除分配至同一组的用户间干扰，从而进一步降低矩阵求逆的计算复杂度。数值结果证实了分析结论的正确性以及所提算法的有效性。结果表明，我们的算法逼近基于传统全阵列（WA）设计的性能，却具有低得多的复杂度。
引用
@article{arxiv.2304.00172,
title = {Performance Analysis and Low-Complexity Design for XL-MIMO with Near-Field Spatial Non-Stationarities},
author = {Kangda Zhi and Cunhua Pan and Hong Ren and Kok Keong Chai and Cheng-Xiang Wang and Robert Schober and Xiaohu You},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00172},
year = {2023}
}
备注
18 pages. Accepted by IEEE JSAC