非相关莱斯衰落信道下大规模 MIMO 的理论性能极限

本工作考虑一个多小区大规模 MIMO 网络，含 $L$ 个小区，每个小区包含一个配备 $M$ 根天线的基站和 $K$ 个单天线用户设备。在此设定下，我们致力于推导上行链路与下行链路中可达速率的近似，假设每个基站采用单小区线性处理，且每个小区内链路构成非相关 MIMO 莱斯衰落信道矩阵；即具有确定性视距（LoS）路径和描述空间非相关多径环境的随机非视距分量。分析在假设 $N$ 和 $K$ 以给定比例 $N/K$ 趋于很大、且每个小区数据传输受信道估计误差、导频污染、任意大尺度衰减和 LoS 分量影响的条件下进行。数值结果用于证明这些近似在渐近意义上紧致，且在有限维系统于不同运行条件下亦准确。渐近结果还用于评估 LoS 分量的影响。特别地，我们举例说明仅需几 dB 强度的 LoS 链路即可大幅减少达到目标速率所需的天线数。