[发明专利]一种基于张量模型的信道估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种基于张量模型的信道估计方法和装置。

背景技术

无线通信系统的性能很大程度上受到无线移动信道的影响，而多径衰落是影响无线移动信道的重要因素。协作分集技术通过使网络中具有单根天线的用户端彼此共享天线，形成虚拟的多天线阵列来发射或接收信息，从而可以减小多径衰落的影响。在协作通信系统中，具有单根天线的每个用户端不仅可以接收到基站发送的信息，还可以收到由其他用户端发送的信息；每个用户端不但要向基站传送自己的信息，还要作为一个协作伙伴向基站传送其他用户端的信息。在协作通信系统中，基站为了解调出接收到的用户端信号，需要使用估计出的信道参数，估计出的信道参数的正确度，可以直接影响解调出的用户端信号的正确度，因此信道估计方法的好坏可以直接影响基站的检测性能。

由于基于张量模型表示的协作通信系统在多用户信号分离和信道估计唯一性方面条件可以放宽，更具有实际应用价值，因此基于张量模型的信道估计方法受到了越来越多的关注，目前，基于张量模型的信道估计方法包括：

在“Unified tensor modeling for blind receivers in multiuser uplink cooperative systems”中提出了在多天线双向中继协作系统中的一种张量模型接收机。该文中的方法是利用最小均方准则与张量模型对信道进行估计，并进行迭代将估计结果进一步细化，以减小估计误差。

在“Multiuser Detection for Uplink DS-CDMA Amplify-and-Forward Relaying Systems”中提出了一种适用于多天线终端上行协作系统的基于三阶张量模型的多用户接收机。该文中的方法是对已有方法的改进，一方面在传统的DS-CDMA系统二维张量模型基础上增加了中继协作链路；另一方面，所有协作中继可以用非正交短扩频码同时进行数据传输。

然而，现有基于张量模型的信道估计方法，都是在假设信道参数是恒定的基础上提出的，因此只适用于慢变信道的协作通信系统，不适用于快衰落信道的协作通信系统。

发明内容

为了使得信道估计方法可以适用于快衰落信道的协作通信系统，本发明提供了一种基于张量模型的信道估计方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于张量模型的信道估计方法，包括：

建立上行多用户协作系统中基站接收到的上行信号的上行信号系统模型；

根据所述上行信号系统模型，建立所述上行多用户协作系统中基站接收到的上行信号的三阶张量模型，其中，所述三阶张量模型的三维分别对应所述上行信号、所述上行信号的到达角度和时变信道；

根据所述三阶张量模型，所述基站接收到的新上行增量信号，利用自适应跟踪平行因子分解-最小均方误差跟踪PARAFAC-LMST方法或自适应跟踪平行因子分解-递归最小二乘法跟踪PARAFAC-RLST方法对所述时变信道进行盲跟踪，得到所述时变信道的估计值。

进一步地，当所述上行多用户协作系统包括M个簇和1个所述基站，每个簇由1个用户端和R个协作中继组成，所述基站配置有K个全向天线，所述基站接收每个所述用户端向所述基站直接发送的上行信号、以及与每个所述用户端对应的R个所述协作中继向所述基站转发的上行信号时，当前时刻t，所述基站第k个全向天线接收到的第n个符号周期上行信号的上行信号系统模型为：

其中，表示t时刻所述基站第k个全向天线接收到的第m个簇中的用户端直传的上行信号，表示t时刻所述基站第k个全向天线接收到的第m个簇中的第r个中继转发的上行信号，M、R、K、m、r、n和k为自然数，t为实数，m小于等于M、r小于等于R、k小于等于K、n小于等于N，N表示符号周期长度，表示t时刻第m个簇中的用户端与所述基站之间的时变信道，a_k(θ_m)表示所述基站第k个全向天线接收到的第m簇的上行信号的到达角度，s_n,m表示服从独立分布的第m簇中的用户端或中继传输的第n个符号周期上行信号，表示t时刻第m簇中的第r个中继与所述基站之间的时变信道，f_r,m表示第m簇中的第r个中继的放大系数，表示t时刻第m簇中的用户端与第r个中继之间的时变信道；

相应地，当前时刻t，所述基站第k个全向天线接收到的第n个符号周期上行信号的三阶张量模型为：