[發(fā)明專利]一種基于變分貝葉斯學(xué)習(xí)的在具有沖擊噪聲情況下的信道估計方法

有效

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• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110649953B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴繼生;郭夢雅;周磊;曹政
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04B7/0456;H04L25/02
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本發(fā)明公開了一種基于變分貝葉斯學(xué)習(xí)的在具有沖擊噪聲情況下的信道估計方法，包括步驟1：基站采用具有N根天線的均勻線性陣列，下行鏈路中的移動用戶采用單天線，T個時刻內(nèi)，基站發(fā)送導(dǎo)頻信號矩陣X，用戶接收到的信號是y＝Φw+n+e；2：設(shè)置迭代次數(shù)計數(shù)變量k＝1，初始化w的精度向量γ，噪聲精度α，沖擊噪聲精度β，定義矩陣并初始化Z中元素為1，初始化δ；3：固定α、β、γ、Z、δ，更新μ、Σ；4：固定μ、Σ、β、γ、Z、δ，更新α；5：固定α、μ、Σ、γ、Z、δ，更新β；6：固定α、β、μ、Σ、Z、δ，更新γ；7：固定α、β、μ、Σ、γ、δ，更新Z；8：固定α、β、μ、Σ、γ、Z，更新δ；9：判斷k是否達(dá)到上限K或γ是否收斂，如果都不滿足，則迭代計數(shù)變量k＝k+1，并返回步驟3；10：估計最終的信道。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信領(lǐng)域，涉及一種多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)通信系統(tǒng)的信道估計方法，具體的說是處于沖擊噪聲情況下的一種基于變分貝葉斯學(xué)習(xí)(Variational Bayesian Inference,VBI)的大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)的信道估計方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模多輸入多輸出技術(shù)在無線通信領(lǐng)域備受關(guān)注，被廣泛認(rèn)為是滿足5G無線網(wǎng)絡(luò)容量需求的關(guān)鍵候選技術(shù)。了解發(fā)射機(jī)的信道狀態(tài)信息能充分發(fā)揮大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的優(yōu)勢。

信道估計是信號檢測和自適應(yīng)傳輸?shù)幕A(chǔ)，當(dāng)前，在高斯噪聲環(huán)境中的信道估計占據(jù)較大的比重，但是實(shí)際應(yīng)用中普遍存在非高斯噪聲，特別是沖擊噪聲的影響。如果不考慮沖擊噪聲的話，信道估計性能可能會大幅度下降。近年來，人們提出了許多方法來處理高斯噪聲的大規(guī)模MIMO信道估計問題，例如在文獻(xiàn)J.Dai,A.Liu and V.K.N.Lau,FDDMassive MIMO Channel Estimation with Arbitrary 2D-Array Geometry,IEEETransactions on Signal Processing,vol.66,no.10,pp.2584-2599,15May,2018中提出了一種基于離網(wǎng)稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)的信道估計方法，但是該方法未考慮沖擊噪聲產(chǎn)生的影響，方法穩(wěn)健性較弱。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明將提出一種基于變分貝葉斯學(xué)習(xí)(VBI)的沖擊噪聲情況下的下行鏈路(downlink)信道估計方法。

用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案包括如下步驟：

步驟1：基站采用了一個具有N根天線的均勻線性陣列，下行鏈路中的移動用戶采用單天線，在T個時刻內(nèi)，基站發(fā)送導(dǎo)頻信號矩陣X，則存在沖擊情況下，用戶接收到的信號是y＝Φw+n+e。

步驟2：設(shè)置迭代次數(shù)計數(shù)變量k＝1，初始化w的精度向量中的各元素為1，初始化噪聲精度α＝1，初始化沖擊噪聲精度中的各元素為0，定義矩陣并初始化Z中的各元素為1，同時初始化δ為全零元素。

步驟3：利用VBI原理，固定α、β、γ、Z、δ，更新μ、Σ。

步驟4：固定μ、Σ、β、γ、Z、δ，更新α。

步驟5：固定α、μ、Σ、γ、Z、δ，更新β。

步驟6：固定α、β、μ、Σ、Z、δ，更新γ。

步驟7：固定α、β、μ、Σ、γ、δ，更新Z。

步驟8：固定α、β、μ、Σ、γ、Z，更新δ。

步驟9：判斷迭代計數(shù)變量k是否達(dá)到上限K或γ是否收斂，如果都不滿足，則迭代計數(shù)變量k＝k+1，并返回步驟3。

步驟10：估計最終的信道。

本發(fā)明的有益效果：