基于空間交替廣義期望最大化算法的信道參數(shù)估計(jì)的改進(jìn)

何晨昊， 齊麗娜

(南京郵電大學(xué)江蘇省無線通信重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南京 210003)

現(xiàn)如今，通信行業(yè)以十分迅速的步伐向前邁進(jìn)著, 由于我國對(duì)社會(huì)信息化資源建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，人們對(duì)通信傳輸也有了愈來愈高的需求，促使了通信網(wǎng)絡(luò)的不斷創(chuàng)新。目前，第五代無線系統(tǒng) (fifth generation wireless system, 5G)已處于被大規(guī)模商用的階段。而大規(guī)模多輸入多輸出(multiple-input multiple-output，MIMO) 憑借其在系統(tǒng)容量和頻譜利用效率的提升上具有的巨大的優(yōu)勢，被視為是5G移動(dòng)通信的主要技術(shù)之一[1-3]。

大規(guī)模MIMO系統(tǒng)在基站一端配置大數(shù)量的天線，從而使得這些基站側(cè)天線能夠在同一時(shí)間發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。大規(guī)模MIMO利用空間復(fù)用技術(shù)，可以在相同的時(shí)間和頻率資源下充分發(fā)揮基站空間自由度，達(dá)到大幅度提高頻譜利用率的效果。然而，作為系統(tǒng)的普遍問題，互耦效應(yīng)和導(dǎo)頻污染也制約了系統(tǒng)性能，這促使我們需進(jìn)一步了解與處理這些棘手的問題。針對(duì)此現(xiàn)狀，需對(duì)大規(guī)模MIMO信道特性進(jìn)行深入研究，尤其是信道參數(shù)的估計(jì)，該研究具有重要的實(shí)現(xiàn)意義。

現(xiàn)如今，對(duì)于入射波的多種參數(shù)采取高精度估計(jì)的算法已被大量研究并推行出來。這些算法基本可以分為三類:譜估計(jì)方法、參數(shù)子空間估計(jì)方法和確定參數(shù)估計(jì)方法。譜估計(jì)方法能夠更進(jìn)一步細(xì)分為波束形成方法和基于子空間的方法，Bartlett波束形成算法是一種典型的波束形成方法，多重信號(hào)分類(multiple signal classification，MUSIC)算法是一種基于子空間的代表方法，兩種方法常用作處理時(shí)延估計(jì)和方向角中的到達(dá)角估計(jì)[4]。……