[發明專利]一種聯合稀疏信道估計方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201410282949.5
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104022979B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 戚晨皓;朱鵬程
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種聯合稀疏信道估計方法，其包括以下步驟：

S1：建立聯合稀疏重建模型，將多個信道合并為一聯合稀疏向量；

S2：利用所述聯合稀疏重建模型，獲取所述聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置，在所述步驟S2中，還包括以下步驟：

S21：初始化殘差為所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集并設置循環次數為0，其中，歸一化是指使所述列的所有元素的模的平方和為一的運算；

S22：判斷所述殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于所述信道長度，若兩個都是，執行S23；否則，執行S24；

S23：更新所述殘差和所述選集，循環次數加1；

S24：依次輸出所述選集中的所有元素，作為所述聯合稀疏向量的所述所有非零元素塊的位置；

S3：獲取每一所述信道的非零元素的取值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步驟S1中，所述聯合稀疏重建模型表示為z＝Bw+n，其中，定義z為所述模型的M個信道的聯合觀測值，n為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向量，B為其聯合觀測矩陣。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：所述聯合稀疏向量w為：

其中，表示列向量w的第l個元素塊，l＝1,2,…,L；

w_l定義為：w_l＝[h⁽¹⁾(l),h⁽²⁾(l),…,h^(M)(l)],l＝1,2,…,L，L表示信道長度，M表示基站的天線數目，h⁽ⁱ⁾表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，i＝1,2,…,M，h⁽ⁱ⁾(l)表示h⁽ⁱ⁾的第l個元素。

4.一種聯合稀疏信道估計裝置，包括：

建立模型單元，用于將多個信道合并為一聯合稀疏向量；

聯合稀疏向量計算單元，用于求解所述聯合稀疏重建模型的聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置，所述聯合稀疏向量計算單元還包括：

初始化模塊，用于初始化殘差為聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集，設置循環次數為0；

判斷模塊，用于判斷該殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于信道長度，若兩個都是，執行更新模塊；否則，執行輸出模塊；

更新模塊，用于更新殘差和選集，循環次數加1；

輸出模塊，用于依次輸出選集中的所有元素，作為聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置；信息獲取單元，用于求解每一所述信道的非零元素的取值。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：所述聯合稀疏重建模型表示為z＝Bw+n，其中，定義z為所述模型的M個信道的聯合觀測值，n為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向量，B為其聯合觀測矩陣。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于：所述聯合稀疏向量w為：

其中，表示列向量w的第l個元素塊，l＝1,2,…,L,w_l定義為w_l＝[h⁽¹⁾(l),h⁽²⁾(l),…,h^(M)(l)],l＝1,2,…,L，L表示信道長度，M表示基站的天線數目,h⁽ⁱ⁾表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，i＝1,2,…,M，h⁽ⁱ⁾(l)表示h⁽ⁱ⁾的第l個元素。

7.一種聯合稀疏信道估計系統，其包括：在所述系統的上行傳輸或者下行傳輸中，設置如權利要求4-6之一所述的裝置。

8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述上行傳輸包括：手機端的數據依次經過星座點映射、快速傅立葉變換、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達基站以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡、快速傅立葉反變換和星座點解映射后，提取出發送數據。

9.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述下行傳輸包括：基站端的數據依次經過星座點映射、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達手機以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡和星座點解映射后，提取出發送數據。