[发明专利]多天线面板结构的毫米波MIMO信道估计方法

说明书

本发明揭示了一种多天线面板结构的毫米波MIMO信道估计方法，包括如下步骤：S1、构建采用部分连接结构的多天线面板的毫米波MIMO系统，系统包括基站发射端以及用户接收端；S2、各天线面板分别在多个时隙内向所述用户接收端发射导频序列；S3、所述用户接收端接收各天线面板在不同时隙下发送的信号对接收信号分块存储；S4、所述用户接收端使用联合压缩感知算法对各天线面板的信道进行联合恢复。本发明的方法能够使得系统在保证信道估计精度的前提下、以较低的复杂度对各天线面板与用户间的信道信息进行联合恢复。

技术领域

本发明涉及一种毫米波MIMO信道估计方法，具体而言，涉及一种多天线面板结构的毫米波MIMO信道估计方法，属于毫米波通信技术领域。

背景技术

在现有的大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统中，基站端配有大量天线，相邻天线之间的距离较小。为了保证各天线之间的独立性，可以采用波长更短的毫米波作为信号载体进行数据传输。

这种毫米波大规模MIMO系统主要采用全连接和部分连接两种天线连接结构。其中，全连接结构是指每一个射频链路与所有阵列天线相连接。与全连接结构相比，部分连接结构的硬件复杂度更低，该结构是指大规模天线阵列被划分成了多个子阵列，每一个子阵列分别与一个射频链路相连接。近些年，出于进一步降低系统硬件成本的考虑，研究者在毫米波部分连接结构的基础上又提出了集成天线技术 (Antenna in package)，即在天线端使用多个天线面板，每个天线面板分别集成多根天线，这种结构被称为多天线面板结构(multi-panel antenna array)。

信道估计是毫米波系统进行有效通信和预编码的基础，由于多天线面板结构的毫米波MIMO系统中基站端的天线数目庞大，且各天线面板间与用户间信号的有效路径发射角各不相同，因此也就导致各个天线面板与用户间的信道信息存在一定差异，从而使得传统的毫米波系统的信道估计方法无法直接使用于多天线面板结构的毫米波MIMO系统。

综上所述，如何在现有技术的基础上提出一种针对多天线面板结构的毫米波MIMO系统的快速、精确、复杂度低的信道估计方法也就成为了目前业内研究人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种多天线面板结构的毫米波MIMO信道估计方法，包括如下步骤：

S1、构建采用部分连接结构的多天线面板的毫米波MIMO系统，系统包括基站发射端以及用户接收端；

S2、各天线面板分别在多个时隙内向所述用户接收端发射导频序列；

S3、所述用户接收端接收各天线面板在不同时隙下发送的信号对接收信号分块存储；

S4、所述用户接收端使用联合压缩感知算法对各天线面板的信道进行联合恢复。

优选地，S1具体包括如下步骤：

构建采用部分连接结构的多天线面板的毫米波MIMO系统，系统包括基站发射端以及用户接收端，所述基站发射端配有N_P个天线面板，每根射频链通过N_α个相位变换器与各天线面板相连，且各天线面板间存在物理间隔，所述用户接收端为单天线结构。

优选地，S2具体包括如下步骤：

将连续M个时隙定义为一个时间块T，在每个时间块T中，仅有一个天线面板向所述用户接收端发送导频序列{s_i:s_i＝1,i＝1,2,…M}，N_P个天线面板依次在N_P个时间块内向所述用户接收端发送导频。

优选地，S3包括如下步骤：