[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010520822.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN111935037B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉楠;金子程;潘志文;尤肖虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道估計(jì)方法，該方法基于配備混合精度ADC的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，設(shè)該系統(tǒng)的基站配備M根天線，分為高精度ADC天線集合和低精度ADC天線集合兩個(gè)集合，和滿足和式中為空集，每根天線配備兩個(gè)ADC，分別量化接收到的信號(hào)的實(shí)部(Re)與虛部(Im)，其特征在于：對(duì)其進(jìn)行信道估計(jì)的方法包括如下步驟：

S1.在基站處根據(jù)系統(tǒng)模型和信道模型產(chǎn)生訓(xùn)練用信道和接收并量化的導(dǎo)頻信號(hào)，構(gòu)建RC-DNN的訓(xùn)練樣本；

S2.將步驟S1中構(gòu)建的訓(xùn)練樣本輸入RC-DNN進(jìn)行訓(xùn)練；

S3.將接收并量化的導(dǎo)頻信號(hào)輸入步驟S2中訓(xùn)練完成后的RC-DNN獲得RC-DNN的輸出并將同第n個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的高精度ADC天線接收并量化后的導(dǎo)頻信號(hào)r_H,n合并成Ref-DNN的第n個(gè)訓(xùn)練樣本的輸入s_n，并生成Ref-DNN的第n個(gè)訓(xùn)練樣本；

S4.將步驟S3中構(gòu)建的訓(xùn)練樣本輸入Ref-DNN進(jìn)行訓(xùn)練；

S5.將步驟S2中訓(xùn)練完成后的RC-DNN與步驟S4中訓(xùn)練完成后的Ref-DNN儲(chǔ)存于基站處，用于在線階段的信道估計(jì)；

S6.用戶向基站發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，將由用戶發(fā)送且經(jīng)基站天線接收并量化的導(dǎo)頻信號(hào)r_u輸入RC-DNN得到低精度ADC天線處的估計(jì)信道

S7.將步驟S6中得到的低精度ADC天線處的估計(jì)信道與高精度ADC天線接收并量化后的導(dǎo)頻信號(hào)r_H,u合并為Ref-DNN的輸入s_u，將s_u輸入Ref-DNN，獲得用戶到所有天線的估計(jì)信道

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道估計(jì)方法，其特征在于：步驟S1的具體方法為：

信道模型如下：

式中，h為用戶到基站的信道，L為信道多徑數(shù)目，β_l為第l條傳播路徑的增益，為第l條傳播路徑的到達(dá)角，為第l條傳播路徑的導(dǎo)向矢量；

根據(jù)信道模型，產(chǎn)生N_tr個(gè)獨(dú)立的信道，第n個(gè)信道h_n對(duì)應(yīng)產(chǎn)生第n個(gè)RC-DNN和Ref-DNN的訓(xùn)練樣本，為生成訓(xùn)練樣本，還需要產(chǎn)生接收的導(dǎo)頻信號(hào)，第n個(gè)訓(xùn)練樣本對(duì)應(yīng)的接收的導(dǎo)頻信號(hào)如下：

其中P為用戶發(fā)射功率，z_n為第n個(gè)信道的高斯白噪聲；

設(shè)第n個(gè)訓(xùn)練樣本的量化后的導(dǎo)頻信號(hào)為r_n，設(shè)基站處有M根天線，[r_n]_m第m根基站天線對(duì)應(yīng)的r_n的元素，則有：

其中和分別為高精度和低精度ADC的量化函數(shù)，[y_n]_m為第m根基站天線對(duì)應(yīng)的y_n的元素；

RC-DNN的第n個(gè)訓(xùn)練樣本形式為其中為輸入r_n時(shí)RC-DNN的輸出試圖接近的目標(biāo)數(shù)據(jù)，h_L,n為第n個(gè)訓(xùn)練樣本中用戶設(shè)備到配備低精度ADC的天線的信道，c為一比例常數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道估計(jì)方法，其特征在于：所述的基于深度學(xué)習(xí)的大規(guī)模多天線系統(tǒng)信道估計(jì)方法，比例常數(shù)c的確定規(guī)則為，對(duì)于所有訓(xùn)練樣本，計(jì)算所有天線對(duì)應(yīng)信道的功率，通過調(diào)整c，確保所有天線對(duì)應(yīng)信道的功率不超出RC-DNN和Ref-DNN的輸出層激活函數(shù)的范圍。