毫米波大规模MIMO中用于波束空间信道表示与估计的稀疏化字典学习

毫米波（mmWave)大规模多输入多输出（mMIMO)被报道为第五代及未来通信的关键使能技术。通常使用透镜天线阵列将毫米波mMIMO信道变换到信道表现出稀疏性的波束空间。这种波束空间变换等效于对信道执行傅里叶变换。然而，由于多种原因，傅里叶变换不一定是最优的。据此，本文提出使用学习到的稀疏化字典作为变换算子，从而得到另一种波束空间。由于该字典是通过对实际信道测量进行训练获得的，这种变换显示出两个直接优势。首先是增强了信道稀疏性，从而更有效地减少导频开销。其次是提高了信道表示质量，从而减少了潜在的功率泄漏现象。因此，这允许在毫米波mMIMO中同时改进信道估计和简化波束选择。此外，出于同样的原因，学习到的字典也被用作预编码算子。在各种操作场景和环境下的广泛仿真验证了使用学习字典在提高信道估计质量和波束选择性，从而提高频谱效率方面的额外好处。