[發(fā)明專利]一種基于MIMO OFDM系統(tǒng)的AMP稀疏信道估計的設(shè)計方法

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111770036A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐微;郭甜;趙哲
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B7/0413
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1.一種基于MIMO OFDM系統(tǒng)的AMP稀疏信道估計的設(shè)計方法，其特征在于借助AMP算法的“Onsager校正”的特點，可以省去復(fù)雜的數(shù)學矩陣運算，減少運算時間，該方法按照下述步驟進行：

第1、根據(jù)設(shè)計要求，給定發(fā)射天線N_T、接收天線N_R、子載波數(shù)N、信道長度L、導(dǎo)頻數(shù)P以及非零個數(shù)T。將MIMO OFDM系統(tǒng)信道估計問題轉(zhuǎn)化成壓縮感知理論中的稀疏信號重構(gòu)問題，從已知向量y和測量矩陣A中得到信道向量h的估計量因此，我們可以將此過程通過解決以下形式的優(yōu)化問題來計算：

其中，λ＞0是一個可調(diào)參數(shù)，會促進的稀疏性。

信道h如下所示：

假設(shè)在MIMO OFDM系統(tǒng)的子載波q₁，q₂，…q_p上分別插入導(dǎo)頻，一共P個導(dǎo)頻信號，定義Y_n＝[Y_n(q₁)，Y_n(q₂)，…，Y_n(q_p)]^T為第n個接收天線在導(dǎo)頻子載波處的符號組成的接收向量；X_m＝[X_m(q₁)，X_m(q₂)，…，X_m(q_p)]^T為第m個發(fā)送天線在導(dǎo)頻子載波上的符號組成的發(fā)送向量；

N_n＝[N_n(q₁)，N_n(q₂)，…，N_n(q_p)]^T為高斯白噪聲向量，則第n個接收天線接收到的P個導(dǎo)頻符號表示為：

式中，為P×N_TL維矩陣，F(xiàn)_L為傅里葉矩陣F中前L列以及和導(dǎo)頻位置對應(yīng)的P行組成。為N_TL×1的列向量。

考慮所有的接收天線，式(3)可以寫為：

y＝Ah+η (4)

式中，(共N_R個組成的對角矩陣)；

將接收數(shù)據(jù)y轉(zhuǎn)化成為關(guān)于傳輸矩陣A和信道h的實數(shù)表示，如：

提取y的實部數(shù)值和虛部數(shù)值，如

將接收數(shù)據(jù)y的實部虛部進行結(jié)合，得到實數(shù)的問題模型，如下所示：

第2、根據(jù)(1)式用AMP算法恢復(fù)h，從初始猜測h₀＝0，z₀＝y(tǒng)開始，輸入已知向量y和測量矩陣A。

第3、計算

第4、更新殘差

第5、更新信道估計

其中，

第6、判斷是否滿足迭代停止條件，若不滿足，K＝K+1，轉(zhuǎn)第3步。

第7、將估計值轉(zhuǎn)換為虛數(shù)形式，得到最終估計如公式(13)所示：