可重构智能表面辅助的全双工毫米波 MIMO：信道估计、被动与混合波束成形
信息论
2023-03-28 v1 信号处理
math.IT
摘要
毫米波（mmWave）全双工（FD）是一种通过最大化利用时间与丰富的毫米波频率资源来提升容量的前景技术。然而，它受限于 FD 自干扰（SI）与毫米波有限覆盖。因此，本研究借助可重构智能表面（RIS）辅助 FD mmWave MIMO 以提升容量。首先，我们在远场平面波前假设下证明了 FD 天线阵列的角度域互易性。据此，提出一种联合下行-上行（DL-UL）信道估计策略。为估计 SI 信道、直连信道与级联信道，分别提出了基于 Khatri-Rao 积压缩感知（KR-CS）、分布式 CS（D-CS）与基于两阶段多测量向量的 D-CS（M-D-CS）框架。此外，我们提出一种基于角度域级联信道的被动波束成形优化方案。在混合波束成形架构下，提出一种用于 SI 消除的新型混合加权最小均方误差方法（H-WMMSE-SIC）。仿真表明，与分离的 DL/UL 信道估计相比，联合 DL-UL 处理显著提升了估计性能。特别地，当干噪比小于 35 dB 时，我们提出的 H-WMMSE-SIC 提供的频谱效率性能可与全数字 WMMSE-SIC 媲美。最后，分析了所提方法的计算复杂度。
引用
@article{arxiv.2303.14400,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Full-Duplex mmWave MIMO: Channel Estimation, Passive and Hybrid Beamforming},
author = {Songjie Yang and Wanting Lyu and Yunis Xanthos and Zhongpei Zhang and Chadi Assi and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.14400},
year = {2023}
}