相位噪声影响下大规模 MIMO 系统中时间反转 MRC 的上行链路性能

拥有过量基站 (BS) 天线的大规模 MIMO 多用户多输入多输出 (MU-MIMO) 蜂窝系统提供了前所未有的复用增益和辐射能量效率。振荡器相位噪声被引入发射机和接收机的射频链路中，严重降低了通信系统的性能。我们研究了具有不完美信道状态信息 (CSI) 的频率选择性大规模 MIMO 系统中振荡器相位噪声的影响。特别地，我们考虑两种不同的操作模式：即 $M$ 个 BS 天线处的相位噪声过程相同（同步操作）和它们相互独立（非同步操作）。我们分析了一种线性且低复杂度的时间反转最大比合并 (TR-MRC) 接收策略。对于这两种操作模式，我们推导了和容量的下界并比较了它们的性能。基于推导出的可实现和速率，我们表明采用所提出的接收处理可实现 $O(\sqrt{M})$ 的阵列增益。由于相位噪声漂移，估计的有效信道逐渐过时。因此，相位噪声有效地限制了用于数据传输的区间长度和调度的用户数量。推导出的可实现速率为数据区间长度和调度用户数量的最优选择提供了见解。