[發(fā)明專利]多徑信道下的逐徑信道估計方法及碼本構造方法

有效

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• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107070820B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 孫浩強;李南希;李高斯;韋再雪;張欣;楊大成
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B7/0456;H04B7/0417
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了無線通信中多徑信道下的信道估計方法和碼本構造方法。該方法包括：一種新的逐一減除已估計徑對信道估計影響的信道估計方案，所述方案會根據(jù)已估計徑信息對碼本進行更新或改進以達到接收端不再接收經(jīng)由已估計徑所傳播能量的目的。一種新型多級碼本設計方案，所述碼本中的碼字均由一個或若干窄波束相加而成，該碼本改造方便，適用于所述逐一減除已估計徑影響的方案。此外，所述碼本會根據(jù)天線增益在角度域中的特性，在不同角度區(qū)域使用不同最優(yōu)碼本以達到全局最優(yōu)的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及無線通信領域，具體涉及一種適用于多徑信道下的逐徑信道估計方法及碼本設計構造方法。

背景技術

MIMO技術能提高無線信道容量，即在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下顯著提高頻譜利用率。但是，傳統(tǒng)的MIMO技術依然不能滿足當代呈指數(shù)上漲的無線傳輸速率的需求。在2010年，貝爾實驗室提出了大規(guī)模MIMO的概念。與傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)相比，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)使用數(shù)以百計的天線，同時對用戶提供服務，這不僅繼承了MIMO系統(tǒng)的所有優(yōu)點，而且使通信更加穩(wěn)健、更加安全、更加有效。

在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，接收端信道的均衡和檢測都需要精確的信道狀態(tài)信息。但是，當基站天線數(shù)目和用戶數(shù)目都非常大時，信道矩陣的維度變得非常大，信道估計問題也變得非常復雜，因此信道估計已成為近年來的研究熱點。

毫米波信道因其波長特性而適用于大規(guī)模天線系統(tǒng)。毫米波信道具有稀疏特性，利用稀疏特性可以有效地降低信道估計時間，因此人們提出一種基于壓縮感知的信道估計算法，該方法只需估計信道中徑的信息就可還原出原始信道狀態(tài)信息。較傳統(tǒng)估計方法，該方法可節(jié)約大量估計時間，因此被廣泛研究。

在信道估計中，因信道中存在多徑效應，所以在對每一條徑進行估計時，需減除之前已估計徑對接收能量的影響。已有的方法是在估計時通過投影矩陣，計算得到已估計徑對接收能量的貢獻，在接收端將該貢獻減除達到去掉已估計徑影響的目的。但一方面因為獲得的已估計徑信息并不是完全準確的，所以在減除時會有一定能量剩余，這部分能量將在一定程度上影響估計結果。另一方面，進行投影需要移動端獲取基站端的天線排布信息，在實際中這部分信息是很難獲取的。

另外，在碼本設計中，由于電磁波的特性，波束可能在天線陣列某些特定角度范圍內產(chǎn)生一定的形變，如線陣產(chǎn)生的波束會在0度和180度附近變寬，不再保持為窄波束。這樣的性質會導致一些碼本設計在某些特定的角度范圍不再適用。

綜上所述，現(xiàn)有方法存在以下問題：因已估計徑能量剩余而造成的估計偏差，移動端需要獲取基站端的天線排布信息，忽視天線陣列在各角度特性不同而對全角度域使用相同的碼本。

發(fā)明內容

為了對這些技術和實施例有一個基本的理解，下面給出了一個或多個實施例的簡單概括。該概括部分不是對所有預期實施例的詳盡概述，其既不是要確定所有實施例的關鍵或重要組成元素也不是描繪任何或所有實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一個或多個實施例的一些概念，以此作為后面的詳細說明的前奏。

在一個方面,一種適用于多徑信道下的逐徑信道估計方法，如圖1所示，包括：

S1:初始化l＝1,生成多級碼本集合F_l＝{F_l,s|s＝1,…,S}，該碼本包含S級碼字，且隨著級數(shù)的增加，每一級碼字對應更高精度的角度范圍。

S2:估計第l條徑，獲取該徑的角度信息θ(l)。

S3:對F_l中的每級碼字進行修改，刪除每級碼字中對準θ(l)方向的波束賦形矢量分量，得到用于估計剩余徑的新碼本集合F_l+1。

S4:l＝l+1,重復S2-S3直至估計出所有信道徑信息。