[發(fā)明專利]一種毫米波大規(guī)模陣列空頻雙寬帶系統(tǒng)的信道估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710720370.6
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107465636B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高飛飛;王博磊;謝宏祥;趙建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B7/0413
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李官

本發(fā)明實施例提供一種毫米波大規(guī)模陣列空頻雙寬帶系統(tǒng)的信道估計方法。所述方法包括根據(jù)用戶的初始化訓(xùn)練序列，獲得每個用戶的初始信道信息；獲取毫米波大規(guī)模陣列的空頻雙寬帶信道模型，根據(jù)所述初始信道信息，利用所述模型獲得每個用戶的每一條入射徑的初始角度信息和初始時延信息；根據(jù)所述初始角度和初始時延信息，調(diào)整每個用戶在進行下一步信道估計時的發(fā)送時刻，使每個用戶的每一徑的角度信息和時延信息滿足預(yù)設(shè)條件；根據(jù)上一步確定的發(fā)送時刻發(fā)送用于信道估計的訓(xùn)練序列，基站端收到所有用戶的訓(xùn)練序列后更新每個用戶各信道徑的角度信息、時延信息、以及增益信息，并利用所述模型重建出上行信道。并由TDD系統(tǒng)中上下行的互易性，下行信道由上行信道直接獲得。所述方法所述信道模型，可得到準(zhǔn)確的信道估計結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及一種通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種毫米波大規(guī)模陣列空頻雙寬帶系統(tǒng)的信道估計方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模多輸入多輸出天線(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系統(tǒng)因其在理論上能顯著提升系統(tǒng)的能量效率和頻譜效率、消除用戶間干擾、簡化信號處理復(fù)雜度以及增加鏈路的可靠性和魯棒性等諸多良好的特性，隨著第五代移動通信系統(tǒng)(5rd-Generation，5G)的研究如火如荼地展開，這一潛在的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。

近年來，一系列討論在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下如何進行無線通信的研究爭相涌現(xiàn)，詳細地分析了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下的信道建模、信道估計、波束賦形、數(shù)據(jù)傳輸、混合數(shù)字/模擬預(yù)編碼、信道容量、資源分配以及小區(qū)組網(wǎng)等問題。

而毫米波通信，因其波長在毫米量級，使得在相同的空間范圍內(nèi)能夠配置十幾倍到數(shù)十倍于傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)的天線數(shù)，小體積的大規(guī)模天線陣列成為可能。此外，毫米波波段中豐富的空余頻帶資源也能滿足5G需要同時高速地服務(wù)大量用戶的需求。

然而，現(xiàn)有有關(guān)大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)的研究主要基于傳統(tǒng)的多輸入多輸出天線通信模型。傳統(tǒng)模型下的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，只是單純地在模型中增加了大量天線數(shù)以獲得上面提到的各種增益，并沒有深入研究專門針對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的信道模型。

事實上，現(xiàn)有技術(shù)的信道模型均存在一個先決的隱含假設(shè)——對于每一入射徑，基站端的不同天線收到的等效基帶數(shù)據(jù)碼元是相同的。實際的大規(guī)模系統(tǒng)因其尺度也隨天線數(shù)量線性增長，真正的大規(guī)模陣列天線的孔徑可達載波波長幾十倍或幾百倍，這直接導(dǎo)致上述傳統(tǒng)模型的先決假設(shè)不再成立，基于傳統(tǒng)模型的討論也不再精確甚至沒有意義。

現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)模多天線系統(tǒng)的天線配置典型值為的面陣，在該配置下，上述假設(shè)勉強成立，當(dāng)天線間距較小時使用現(xiàn)有技術(shù)的模型導(dǎo)致的性能損失不會過大。可以理解的是，一旦進行寬帶通信或天線間距稍大，仍然有可觀的由于信道建模不精確而帶來的性能損失，從而導(dǎo)致信道估計不準(zhǔn)確。

目前，現(xiàn)有技術(shù)還沒有相應(yīng)的方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明實施例提供一種毫米波大規(guī)模陣列空頻雙寬帶系統(tǒng)的信道估計方法。

一方面，本發(fā)明實施例提供一種毫米波大規(guī)模陣列空頻雙寬帶系統(tǒng)的信道估計方法，所述方法包括：

根據(jù)用戶的初始化訓(xùn)練序列，獲得每個用戶的初始信道信息；獲取毫米波大規(guī)模陣列的空頻雙寬帶信道模型，根據(jù)所述初始信道信息，利用所述模型獲得每個用戶的每一條入射徑的初始角度信息和初始時延信息；根據(jù)所述初始角度和初始時延信息，調(diào)整每個用戶在進行下一步信道估計時的發(fā)送時刻，使每個用戶的每一徑的角度信息和時延信息滿足預(yù)設(shè)條件；根據(jù)上一步確定的發(fā)送時刻發(fā)送用于信道估計的訓(xùn)練序列，基站端收到所有用戶的訓(xùn)練序列后更新每個用戶各信道徑的角度信息、時延信息、以及增益信息，并利用所述模型重建出上行信道，并由TDD系統(tǒng)中上下行的互易性，下行信道由上行信道直接獲得。

另一方面，本發(fā)明實施例提供一種建立毫米波大規(guī)模陣列的空頻雙寬帶信道模型的方法，所述方法包括：