In this paper, channel estimation problem for extremely large-scale multi-input multi-output (XL-MIMO) systems is investigated with the considerations of the spherical wavefront effect and the spatially non-stationary (SnS) property. Due to the diversities of SnS characteristics among different propagation paths, the concurrent channel estimation of multiple paths becomes intractable. To address this challenge, we propose a two-phase channel estimation scheme. In the first phase, the angles of departure (AoDs) on the user side are estimated, and a carefully designed pilot transmission scheme enables the decomposition of the received signal from different paths. In the second phase, the subchannel estimation corresponding to different paths is formulated as a three-layer Bayesian inference problem. Specifically, the first layer captures block sparsity in the angular domain, the second layer promotes SnS property in the antenna domain, and the third layer decouples the subchannels from the observed signals. To efficiently facilitate Bayesian inference, we propose a novel three-layer generalized approximate message passing (TL-GAMP) algorithm based on structured variational massage passing and belief propagation rules. Simulation results validate the convergence and effectiveness of the proposed algorithm, showcasing its robustness to different channel scenarios.


翻译:本文研究了超大规模多输入多输出(XL-MIMO)系统的信道估计问题,重点考虑了球面波前效应和空间非平稳(SnS)特性。由于不同传播路径间SnS特性的多样性,多路径的并发信道估计变得极为困难。为应对这一挑战,我们提出了一种两阶段信道估计方案。在第一阶段,估计用户侧的离场角(AoDs),并通过精心设计的导频传输方案实现不同路径接收信号的解耦。在第二阶段,将对应于不同路径的子信道估计建模为一个三层贝叶斯推理问题。具体而言,第一层捕捉角域中的块稀疏性,第二层在天线域中促进SnS特性,第三层将子信道从观测信号中解耦。为高效实现贝叶斯推理,我们基于结构化变分消息传递和置信传播规则,提出了一种新颖的三层广义近似消息传递(TL-GAMP)算法。仿真结果验证了所提算法的收敛性和有效性,展示了其在不同信道场景下的鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员