数字孪生辅助预筛选框架提升MU-MIMO下行用户调度效率
针对密集部署场景下大规模多用户MIMO基站每调度周期仅能获取有限用户瞬时信道状态信息的难题，研究者提出基于数字孪生的用户预筛选框架DiTUS。该方法在获取有效信道前先利用数字孪生推断的空间协方差完成候选筛选，仿真显示在数字孪生存在偏差条件下仍取得显著优于传统方案的多用户分集增益。
在密集部署的大规模多用户MIMO系统中，基站天线数与候选用户数通常远大于每调度周期可获取瞬时信道状态信息的用户上限，这限制了多用户分集增益的进一步释放。论文提出DiTUS（Digital Twin User pre-Screening）框架，利用数字孪生推断的出发角与路径功率构建用户空间协方差，再通过聚合协方差矩阵的秩r主特征空间生成公共参考波束，从而在获取瞬时信道前完成候选用户筛选。
框架提供两种预筛选规则：DiTUS-P采用低复杂度的投影能量准则，DiTUS-L采用贪心对数行列式准则以兼顾空间兼容性。还引入可选的高斯过程校准来缓解路径功率偏差。系统配套设计了两级报告协议，仅向入围用户收集标量波束报告，仅向最终调度用户请求r维有效信道向量，并支持比例公平调度。
仿真设定128个候选用户、64用户有效信道获取预算与64用户入围名单。在15 dB数字孪生不完美条件下，DiTUS-L达到35.06±0.49 bps/Hz，而基于64用户全维信道信息的半正交用户选择方案为30.28±0.60 bps/Hz。结果表明，数字孪生预筛选可有效识别空间兼容性强且信道质量优的用户，在显著降低信道获取开销的同时保留大部分多用户分集增益。
【空音视角】 从WiFi感知从业者视角看，该工作关注的CSI获取开销与感知领域的测量效率问题殊途同归。WiFi感知同样依赖信道状态信息建模环境，数字孪生先验结合少量实测的思路，与利用环境先验降低感知系统标定成本的方向有相通之处。不过本文面向通信调度场景，目标是提升吞吐量；而非接触生命体征监测关注的是时变微弱信号，两者信噪比与目标尺度差异显著，相关思想可借鉴但不可直接套用。
—— 本文基于公开报道由空音编辑部 AI 辅助改写 来源：arXiv 信号处理 原文链接：https://arxiv.org/abs/2608.10364
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