[发明专利]大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法

权利要求书

1.一种大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对FDD大规模MIMO的上行链路信道稀疏表示的支持集进行估计得到上行链路支持集；

步骤2：通过冗余字典和所述上行链路支持集，对下行链路空域信道的支持集进行估计得到下行链路支持集；

步骤3：构建FDD大规模MIMO系统的下行链路导频信号接收模型；

步骤4：利用上述下行链路导频信号接收模型，基于贝叶斯推断和下行链路支持集对下行链路空域信道进行信道估计。

2.如权利要求1所述的大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

设FDD大规模MIMO系统中的基站配备有N根均匀线形放置的天线，用户配备有单根天线，为用户到基站的信道矩阵，且满足其中为上行链路信道的基矩阵，该基矩阵具有二维傅里叶变换矩阵形式，为上行链路信道的空域表示，通过估计方法得到上行链路空域信道的估计值从而得到上行链路空域信道的支持集其中supp(·)表示矢量中非零元素索引值构成集合。

3.如权利要求1或2所述的大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

将上行链路信道在正交基矩阵D^u条件下的支持集转化为在冗余字典D^d条件下的支持集，若上行链路支持集中的第i个索引值为s_i，则表示在角度方向为s_i/N处有信号传播，那么在冗余字典D^d条件下就是对应于M·s_i/N处有信号传播；若M·s_i/N不为整数，则认为在冗余字典D^d的索引值为{floor(M·s_i/N),floor(M·s_i/N)+1}处都有信号传播，其中floor(·)为向下取整；从而估计得到下行链路空域信道的支持集Ω^d，即下行链路信道通过冗余字典D^d表示的空域信道中非零元素索引值构成的集合。

4.如权利要求3所述的大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

设基站向用户发送导频信号下行链路信道为ρ^d为下行链路信噪比，T^d为导频长度，为接收端高斯白噪声，方差为σ²，则接收到的信号为

下行链路信道估计采用了冗余字典D^d，因此其中由阵列的导向矢量构成，角度分辨率间隔为1/M；为下行链路信道的空域表示，接收信号表示为

其中

5.如权利要求1或2所述的大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

步骤4a：将用户接收信号模型转化成实数模型；

步骤4b：利用贝叶斯推断方法对接收信号的实数模型进行参数估计；

步骤4c：恢复估计信道的复数形式。

6.如权利要求5所述的大规模MIMO系统中基于冗余字典的下行链路信道估计方法，其特征在于，所述步骤4a具体包括：

将步骤3中的接收信号表示成实数模型如下：

其中Re(·)和Im(·)分别表示对复数取实部和虚部，对于接收信号的实数模型而言，其估计支持集为其中s_i′为下行链路支持集Ω^d中的索引值。