[發(fā)明專利]一種大規(guī)模MIMO中繼系統(tǒng)聯(lián)合信息估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910973082.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110808764B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜建和;韓夢;金立標(biāo);張鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國傳媒大學(xué)
• 主分類號: H04B7/026
• 分類號: H04B7/026;H04B7/0413;H04B17/391
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1.一種大規(guī)模MIMO中繼系統(tǒng)聯(lián)合信息估計(jì)方法，首先，建立多用戶大規(guī)模MIMO中繼系統(tǒng)模型，假設(shè)該協(xié)作通信系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)都工作在半雙工模式，即無法實(shí)現(xiàn)信號的同時(shí)收發(fā)，且用戶之間相互沒有直接鏈路，只能通過中繼進(jìn)行信息交換，一共有Q個(gè)用戶，所有信道均遵循獨(dú)立同分布的瑞利衰落，和分別代表用戶q至中繼以及中繼至用戶q的信道矩陣，其元素分別服從和分布，其中和為大尺度衰落系數(shù)，q＝1,...,Q，整個(gè)傳輸協(xié)議共有P個(gè)傳輸子過程，每個(gè)子過程分為MAC和BC兩個(gè)階段，在第p個(gè)傳輸子過程的MAC階段，用戶q首先利用三維編碼矩陣對所發(fā)信號進(jìn)行編碼，然后將其發(fā)送給中繼，中繼接收信號為：

其中，為包含了所有Q個(gè)用戶所發(fā)信號的信息符號矩陣，為均值為0方差為1的復(fù)高斯噪聲，在第p個(gè)傳輸子過程的BC階段，中繼將接收的信號經(jīng)K個(gè)時(shí)間子塊的放大轉(zhuǎn)發(fā)，廣播給所有用戶，用戶l接收的信號可表示為：

其中，為包含了所有時(shí)間子塊AF系數(shù)的放大矩陣，為均值為0方差為1的復(fù)高斯噪聲，k＝1,...,K；然后，將用戶端的接收信號構(gòu)造為Tucker2-PARAFAC張量模型，定義：則

其中，bd[·]為塊對角化算子，定義：則

其中，和即為所構(gòu)造的Tucker2-PARAFAC張量模型；最后，利用迭代的ALS算法擬合所構(gòu)造的Tucker2-PARAFAC張量模型，聯(lián)合估計(jì)出信號和信道信息，首先，迭代更新S和H^(l)，具體步驟如下：

步驟(1)：初始化：令it＝0，初始化

步驟(2)：it＝it+1；

步驟(3)：由計(jì)算得S的LS估計(jì)：

步驟(4)：由計(jì)算得H^(l)的LS估計(jì)：

步驟(5)：計(jì)算如果|φ(it)-φ(it-1)|/φ(it)≤δ_th，則迭代結(jié)束，否則重復(fù)步驟(2)～(5)直至算法收斂；由于存在尺度模糊，在實(shí)際通信系統(tǒng)中可通過設(shè)置得到無模糊的估計(jì)和所以然后，根據(jù)利用PARAFAC分解的特性可得如下切片形式：

根據(jù)H^(l)和H^(l)'所示的PARAFAC模型，利用ALS算法迭代更新H和具體步驟如下：

步驟(1)：初始化：令it＝0，初始化

步驟(2)：it＝it+1；

步驟(3)：由H^(l)計(jì)算得H的LS估計(jì)：

步驟(4)：由H^(l)'計(jì)算得的LS估計(jì)：

步驟(5)：計(jì)算如果|φ(it)-φ(it-1)|/φ(it)≤δ_th，則迭代結(jié)束，否則重復(fù)步驟(2)～(5)直至算法收斂；由于存在尺度模糊，在實(shí)際通信系統(tǒng)中可通過設(shè)置得到無模糊的估計(jì)和