[發明專利]一種基于壓縮感知的時頻分塊稀疏的信道估計方法

有效

• 申請號: 202010454893.2
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111698182B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 何怡剛;黃源;何鎏璐;張朝龍;杜博倫;張慧
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26;H04B7/0413
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

1.一種基于壓縮感知的時頻分塊稀疏的信道估計方法，其特征在于，初始化下行頻分雙工FDD大規模MIMO信道模型的正交頻分復用OFDM系統，假設基站端配置M根天線，同時向U個單天線的用戶服務；令OFDM系統有N個子載波，其中N_P個子載波用于發送導頻信號；L為最大路徑時延，考慮在相鄰的R個OFDM符號內進行觀測；

該方法包括以下步驟：

步驟1：輸入發送端的導頻信號和接收信號，根據該信號建立信道模型為Y＝ΨH+V；

其中，為接收信號矩陣，為信道矩陣，為導頻矩陣，為噪聲矩陣；

步驟2：根據步驟1得到的信道模型，用壓縮感知的方法求解稀疏信號估計值進而計算索引集

步驟3：根據步驟2得到的索引集則可求解出信道矩陣估計值即其中，上標表示偽逆，即表示關于的偽逆，根據得到的信道矩陣估計值在基帶信號解調后，輸出發送端數據信息；

步驟2中的壓縮感知方法具體為：

輸入參數為測量值Y，感知矩陣Ψ，步長S，最大路徑時延L；初始化殘差矢量v₀＝Y，重構信號的估計值索引集令初始迭代次數k＝1，更新步長次數I＝1；該方法包括以下步驟：

步驟201：計算感知矩陣的每列在殘差矢量上的投影系數，即Z＝Ψ^Hv_k-1；

步驟202：由信道的聯合稀疏特性，將矩陣轉換為L×RM的矩陣并對按行求和得

步驟203：更新索引集：

步驟204：將索引集擴展至合并索引集，

步驟205：利用最小二乘法求解信道H的估計值：

步驟206：將矩陣轉換為L×RM的矩陣并對按行求和得

步驟207：求得索引集：

步驟208：將索引集擴展至合并索引集，

步驟209：利用最小二乘法求解信道H的估計值：

步驟210：更新殘差：

步驟211：若||v′_k||_F＞||v_k-1||_F，則停止；

步驟212：若||v′_k||_F＝||v_k-1||_F，則I＝I+1，S＝S×I，

步驟213：若||v′_k||_F＜||v_k-1||_F，則v_k＝v′_k，

步驟214：k＝k+1；重復步驟201-214，直到滿足停止條件。

2.根據權利要求1所述的基于壓縮感知的時頻分塊稀疏的信道估計方法，其特征在于，步驟1中還包括以下方法：

建立信道模型后，由于N_P＜＜LM，判斷該信道模型為欠定方程，由于大規模MIMO信道中存在聯合稀疏性結構，判斷采用基于壓縮感知的信道估計方法從低維向量Y中重構出高維的信道H。