[發明專利]大規模MIMO高速移動場景下角度域信道追蹤方法

有效

• 申請號: 201810245788.0
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108494449B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 許魁;沈哲賢;王雨榕;謝威;張冬梅
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04L25/02
• 代理公司: 江蘇斐多律師事務所 32332
• 代理人: 王長征

本發明公開了大規模MIMO高速移動場景下角度域信道追蹤方法，包括以下步驟：獲取初始信道狀態信息；獲取用戶位置；獲取角度相關時間；用戶分組與導頻復用：根據用戶的活躍波束集進行分組，分組的方法為同一組內的任意兩個用戶的活躍波束集的交集為空集，為不同的組分配正交導頻序列，同一組內用戶復用同一導頻；角度域信道追蹤：對信道進行離散傅里葉變換并追蹤用戶最強波束的波束增益，利用相鄰時刻的時間相關性建立相鄰時間間隔內信道追蹤的狀態空間，構建角度域信道狀態空間，對當前時刻信道增益進行預測或修正，實現角度域信道追蹤。本發明可以有效降低導頻發送次數和導頻序列長度，從而減小導頻開銷。有效降低信道訓練的計算復雜度。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及無線通信中的信道估計技術，為一種用戶高速移動場景下的角度域信道追蹤方法，尤其涉及大規模MIMO高速移動場景下角度域信道追蹤方法。

背景技術

在高鐵無線通信中，列車時速高達300公里/小時。信道呈現快速時變特性。傳統的信道訓練方法難以有效獲取信道狀態信息。“T.Li,X.Wang,P.Fan and T.Riihonen,``Position-Aided Large-Scale MIMO Channel Estimation for High-Speed RailwayCommunication Systems,”in IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.66,no.10,pp.8964-8978,Oct.2017.”，“X.Chen, J.Lu,T.Li,P.Fan and K.B.Letaief,``Directivity-Beamwidth Tradeoff of Massive MIMO Uplink Beamforming for HighSpeed Train Communication,”in IEEE Access,vol.5,pp.5936-5946, 2017.”。信道追蹤技術是一種用于高速移動場景中的信道訓練技術。通過利用高鐵通信中的固有特性，如運動軌跡固定，速度可預測，獲取瞬時信道狀態信息。“Cheng,M.,Fang,X. ``High-speedrailway channel measurements and characterizations:a review,”J.of ModernTransp., vol.20,no.4,pp.199-205,2012.”，“T.Zhou,C.Tao,L.Liu,H.Wen and N.Zhang,``Virtual SIMO Measurement-Based Angular Characterization in High-SpeedRailway Scenarios,”2017IEEE 85th Vehicular Technology Conference(VTC Spring),Sydney,NSW,2017,pp.1-5.”。

文獻“C.Zhang,J.Zhang,Y.Huang and L.Yang,``Location-aided channeltracking and downlink transmission for HST massive MIMO systems,”in IETCommunications,vol.11,no.13, pp.2082-2088,9 7 2017.”針對大規模MIMO高鐵無線通信場景提出了一種基于卡爾曼濾波的信道追蹤方案。該方案利用信道的時間相關性和位置信息，構建卡爾曼方程，從而預測和修正信道狀態信息。文獻“T.Li,X.Wang,P.Fan andT.Riihonen,``Position-Aided Large-Scale MIMO Channel Estimation for High-Speed Railway Communication Systems,”in IEEE Transactions on VehicularTechnology,vol.66,no.10,pp.8964-8978,Oct.2017.”針對大規模 MIMO高鐵通信場景提出一種位置信息輔助的信道追蹤方案。該方案使用部分發送天線發送導頻信號，并結合天線空時相關性重構天線陣列的信道狀態信息。