移動互聯網與物聯網應用的高速發展對無線通信速率和可靠性提出更高的要求。大規模天線技術顯著提高頻譜效率，是實現高速率、超可靠、大連接等多樣化通信的5G關鍵技術。然而大規模天線通信系統與生俱來的高維信道矩陣和複雜信道結構對系統分析與優化設計造成極大挑戰。本項目對大規模天線通信系統進行深入研究，建立了系統有效性與可靠性分析理論，挖掘了空間相關性與系統參數傳輸影響機理；發現了高維信道稀疏相關表徵，提出了低複雜、高精度信道估計與壓縮重構方法；揭示了收發機設計目標函數與信號結構的共性，形成了基於矩陣單調性的收發機優化設計。本項目的研究成果為5G及下一代移動通信系統設計與實現提供了重要理論基礎與技術支撐。

圖1 天線空間相關性對大規模天線通信系統性能影響，以及高維信道稀疏相關表徵與重構，其中：(a)空間相關性對傳輸容量的影響；(b)空間相關性對傳輸可靠性（中斷概率）的影響；(c) 信號發射角與到達角聯合概率密度函數；(d) 高維稀疏信道壓縮重構對比圖。

圖2 大規模天線通信系統驗證平臺。