[發(fā)明專利]一種低訓(xùn)練開銷的混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110504891.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113242193B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鵬程;徐軍;盛政;李佳珉;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;H04L27/26
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開了一種低訓(xùn)練開銷的混合大規(guī)模MIMO?OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，適用于通信領(lǐng)域使用。先建立混合大規(guī)模MIMO?OFDM系統(tǒng)信道模型、上行鏈路信號(hào)傳輸模型以及混合結(jié)構(gòu)采樣模型，使得基站得到一個(gè)不完整的基帶信號(hào)采樣張量用于信道估計(jì)；對(duì)不完整的基帶信號(hào)采樣張量進(jìn)行模3展開，獲得不完整的基帶信號(hào)采樣矩陣；基站設(shè)計(jì)矩陣補(bǔ)全算法，以不完整的基帶信號(hào)采樣矩陣為輸入，輸出完整的估計(jì)矩陣；將完整的估計(jì)矩陣進(jìn)行模3展開逆運(yùn)算，得到估計(jì)張量，然后根據(jù)該估計(jì)張量和已知的導(dǎo)頻矩陣完成信道估計(jì)。該方法能顯著降低訓(xùn)練開銷，并且可以通過增加子載波數(shù)來降低估計(jì)誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，尤其適用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域使用的一種低訓(xùn)練開銷的混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法。

背景技術(shù)

大規(guī)模多輸入多輸出正交頻分復(fù)用(Multiple Input Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)系統(tǒng)由于頻譜和能量效率高，已成為一種有廣泛應(yīng)用前景的無線技術(shù)。在全數(shù)字體系結(jié)構(gòu)的大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)中，每根天線都配備了具有高分辨模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog to Digital Converter,ADC)的射頻(Radio Frequency,RF)鏈，因而增加了成本。為了降低成本，具有RF鏈路和ADC數(shù)量的混合模擬/數(shù)字體系結(jié)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)，獲取準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息(Channel StateInformation,CSI)是至關(guān)重要的。由于RF鏈路的數(shù)量減少，傳統(tǒng)的僅使用導(dǎo)頻的方法需要大量的訓(xùn)練開銷來獲得準(zhǔn)確的信道估計(jì)結(jié)果。

由于寬帶信道的稀疏散射特性，通過壓縮感知方法可以大幅度降低訓(xùn)練開銷，利用這一點(diǎn)研究者們已經(jīng)提出了一些降低訓(xùn)練開銷的信道估計(jì)方法。假設(shè)路徑角度屬于大尺度衰落，而路徑增益屬于小尺度衰落。典型的方法是，利用接收到的無噪聲信號(hào)的低秩特性，對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)進(jìn)行基于低秩矩陣補(bǔ)全的半盲信道估計(jì)，該方法減少了使用導(dǎo)頻的數(shù)量。然而，該方案中，混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)接收到的無噪聲信號(hào)張量不具有低秩特性，訓(xùn)練開銷依然較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)的不足之處，提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比，能顯著降低訓(xùn)練開銷的混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的的一種低訓(xùn)練開銷的混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，所述混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)包括一個(gè)配備Q_a根天線的基站以及K個(gè)隨機(jī)分布的單天線用戶；混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)總共有N個(gè)子載波，被所有用戶復(fù)用；基站天線采用均勻線性陣列，天線間距等于半波長；基站采用混合結(jié)構(gòu)，用Q_r＜Q_a個(gè)RF鏈路將接收信號(hào)合并到RF波段，每個(gè)RF鏈路配備一個(gè)高分辨率ADC將數(shù)據(jù)流傳給基帶處理器；

S1.建立混合大規(guī)模MIMO-OFDM系統(tǒng)信道模型、上行鏈路信號(hào)傳輸模型以及混合結(jié)構(gòu)采樣模型，使得基站得到一個(gè)不完整的基帶信號(hào)采樣張量用于信道估計(jì)；

S2.基站對(duì)其得到的不完整的基帶信號(hào)采樣張量進(jìn)行模3展開，從而獲得一個(gè)不完整的基帶信號(hào)采樣矩陣；基站設(shè)計(jì)矩陣補(bǔ)全算法，以不完整的基帶信號(hào)采樣矩陣為輸入，輸出一個(gè)完整的估計(jì)矩陣；

S3.基站將其得到的完整的估計(jì)矩陣進(jìn)行模3展開逆運(yùn)算，得到估計(jì)張量，然后根據(jù)該估計(jì)張量和已知的導(dǎo)頻矩陣完成信道估計(jì)。

所述步驟S1具體包括：