[發明專利]毫米波通信中的信道估計方法

有效

• 申請號: 201710112739.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107040296B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 肖振宇;曹先彬;席星;王向榮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04L25/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種毫米波通信中的信道估計方法，其特征在于，包括兩個階段：虛擬多徑捕獲和稀疏重建；

所述的虛擬多徑捕獲，通過分層搜索獲得虛擬多徑分量MPC，L個真實MPC由4L個虛擬MPC表示，且一個真實MPC對應的4個虛擬MPC的接收端/發送端指向向量分別是AoA/AoD鄰域中兩個相鄰的基向量；AoA表示入射角，AoD表示出射角；

所述的稀疏重建，使用獲得的虛擬MPC重建真實MPC；

在稀疏重建階段，設第一級搜索的第l個入射角和第l個出射角的余弦估計值分別是以2/(KN_r)的間隔對入射角余弦值的不確定范圍進行采樣，以2/(KN_t)的間隔對出射角余弦值的不確定范圍進行采樣；進而得到接收端和發送端的簡化候選指向向量集合其中K為過采樣因子，N_r和N_t分別表示接收端和發送端上的天線數量；

將信道矩陣H表示為Σ為對角稀疏矩陣，對角元對應信道系數，上角標H表示共軛轉置；

由虛擬多徑捕獲得到虛擬信道，建立稀疏重建問題進行求解獲得真實MPC。

2.根據權利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述的虛擬多徑捕獲中，分別以角分辨率2/N_r和2/N_t簡化AoA/AoD域，得到兩個指向向量集合U和V，如下：

其中，a_r(·)和a_t(·)分別表示接收端和發送端的指向向量；

信道矩陣H近似表示為：

其中，λ_l是第l條路徑的信道系數，上角標*表示共軛；

各參數計算如下：

下角標θ_l表示入射角，ψ_l表示出射角，l＝1,2,…,L；

3.根據權利要求1或2所述的信道估計方法，其特征在于，所述的虛擬多徑捕獲中，在一次分層搜索得到最重要的虛擬MPC后，測量±1分辨率的AoA/AoD鄰域，以收集一個真實MPC對應的4個虛擬MPC。

4.根據權利要求1或2所述的信道估計方法，其特征在于，所述的虛擬多徑捕獲中，通過分層搜索獲得虛擬MPC，實現過程包括：

(1)獲取分層搜索的總層數編號S，設定初始搜索層S₀，初始化虛擬信道H_fd為0；

(2)循環執行下面的搜索過程L次：

步驟a，遍歷發送端和接收端的第S₀層的碼字，找到最優碼字對w_t(S₀,m_t)和w_r(S₀,n_r)；其中，m_t和n_r為最優碼字索引；

步驟b，將步驟a得到的最優碼字對作為第S₀+1層的父碼字，開始進行分層搜索，直到搜索完第S層，獲得最重要的虛擬MPC；

在每層搜索時，根據下面目標函數y(m,n)來尋找當前層的最優碼字，作為下一層的父碼字；下面m、n取值范圍均為{1,2}；

其中，P為平均發送功率，s為層編號，z為高斯白噪聲，H_fd為虛擬信道；在得到(a,b)后，更新接收端和發送端在當前層的最優碼字索引；

設搜索完第S層，得到接收端和發送端的最優碼字為w_t(S,m_t)和w_r(S,n_r)；

步驟c，測量±1分辨率的AoA/AoD鄰域，得到對應的碼字w_r(S,n_r+n)和w_t(S,m_t+m)，收集虛擬MPC，更新虛擬信道H_fd，此處m、n取值范圍均為{-1,0,1}。