[发明专利]双向多输入多输出中继系统的信道联合估计方法

说明书

本发明涉及双向多输入多输出中继系统的信道联合估计方法。具有较高的信道估计精度和较低的计算复杂度，能快速精确地实现信道估计。其实现步骤为：1)双向多输入多输出中继系统模型的建立；2)信道训练信号的设计；3)中继端对接收的信号进行编码并发送至用户；4)用户端对接收的信号构造TUCK‑2张量模型。5)设计低复杂度的迭代拟合算法来实现信道矩阵的联合估计。本发明的信道估计方法具精度高和计算复杂度低的优点，此外，即使信道相关性增强，本发明也能有效地估计信道。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及双向多输入多输出中继系统的信道联合估 计方法

背景技术

多输入多输出(MIMO)中继系统由于具有降低路径损耗、扩大网络覆盖、提高能 量效率等优点而备受关注。MIMO中继系统可以通过利用多根天线的空间分集来提供额外的功率并节省频带资源。若已知MIMO中继系统的信道状态信息(CSI)，就可以最大化整个通信系统的能量和频谱效率。然而，在实际的中继通信系统中，CSI是未知的，需要被估计。

为了更好地优化整个中继通信系统，需要已知信源-中继和中继-信宿链路的信道矩 阵。传统的MIMO信道估计方法可以应用于MIMO中继系统，如基于最小二乘(LS)的信 道估计方法。传统基于LS的信道估计方法需要在中继节点上进行信道估计。然而，中继节 点通常具有有限的计算能力，很难完成信道估计的任务。目前，已经存在了很多关于单向MIMO中继通信系统信道估计的工作。在双向中继系统中，两个信源或用户通过中继节点的辅助来实现信息的交换。相比于单向MIMO中继系统，双向MIMO中继系统具有更高的频 谱效率，因此近年来受到越来越多的关注。然而与单向MIMO中继系统相比，双向MIMO 中继系统的信道估计问题更为复杂，其主要挑战是如何在目的节点或者用户处获得所有的 CSI。对于双向MIMO中继系统，比较常用信道估计方法有叠加信道训练和两阶段信道估计 算法。然而，叠加信道训练算法估计精度较差，两阶段信道估计算法存在差错传播现象。

TUCK-2模型有可辨识性优点，与已有的信道估计方法相比，所需信道训练序列较少。此外，所设计的拟合算法具有较低的计算复杂度，能快速地实现信道估计。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术的不足，提出双向MIMO中继系统中一种信道联合估计方法，以快速地估计出系统中所有的CSI。

技术方案：本发明所述的双向多输入多输出中继系统的信道联合估计方法包括：

双向多输入多输出中继系统模型的建立；

信道训练信号的设计；

中继端对接收的信号进行编码并发送至用户；

用户端对接收的信号构造TUCK-2张量模型；

设计低复杂度的迭代拟合算法来实现信道矩阵的联合估计。

进一步的，所述双向多输入多输出中继系统模型的建立，具体包括：

和分别表示用户1到中继节点和用户2到中继节点信道矩阵。

和分别表示中继节点到用户1和中继节点到用户2的信道矩阵。

设计假设所有信道都是准静态块衰落信道，并考虑时分双工(TDD)模式，即有和

进一步的，信道训练信号的设计，包括：

在第l(l＝1,...,L)个子过程中，正交信道训练序列和分别由用户 1和用户2发送至中继。

中继接收的信号为：

进一步的，中继端对接收的信号进行编码并发送至用户，包括：