[发明专利]一种面向FDD系统的信道跟踪方法

权利要求书

1.一种面向FDD系统的信道跟踪方法，其特征在于，FDD无线传输系统中，基站在初始时刻估计出上行CSI后，利用用户端波达角、时延参数连续变化的特性，基于前一时刻信道CSI构建后续时刻的低复杂度跟踪算法，实现时变信道参数跟踪获取；利用上下行角度互易性，向下行发送稀疏导频，使用户设备重新估计并反馈增益信息，利用估计出的上行CSI和下行重估并反馈的增益，跟踪重建下行时变信道；

该方法具体包括如下步骤：

步骤(1)：在初始时刻，用户端发送上行导频信号，基站端对接收到的信号进行信道参数的估计，得到初始时刻上行信道参数集，然后对下行信道增益重新估计并反馈回基站端，从而重建下行信道；其中对接收到的信号进行信道参数的估计具体包括以下步骤：

步骤1.1：建立一个离散的参数集合，对接收到的信号进行基于正交匹配追踪算法的离散参数粗估计，每次迭代估计一条传播路径的参数；

步骤1.2：每次估计出一条传播路径的参数之后，使用牛顿法对该条传播路径的离散参数进行单一连续优化；

步骤1.3：每当完成一条新估计路径的单一优化后，对之前所估计的所有路径再逐一进行牛顿法的优化；

步骤(2)：在第n时刻，用户端发送上行稀疏导频信号，基站端利用第n-1时刻上行信道参数集构建低复杂度跟踪方法，对第n时刻的上行信道参数集进行跟踪估计，然后对下行信道增益重新估计并反馈回基站端，从而重建下行信道；其中基站端利用第n-1时刻上行信道参数集构建的低复杂度跟踪方法具体包括以下步骤：

步骤2.1：检查第n-1时刻信道参数是否可以延用：基站端利用前一时刻信道参数重新计算当前信道增益并计算当前残余信号的能量，如果残余信号的能量小于门限值，则跟踪算法结束，并延用第n-1时刻的信道参数，否则转入步骤2.2；

步骤2.2：跟踪：第n-1时刻的信道参数不能延用，则对每条传播路径进行低复杂度跟踪算法，跟踪估计传播路径的延迟和角度参数，并将延迟和角度参数并入上行信道参数集中，在跟踪估计完前一时刻所有传播路径后，计算残余信号的能量是否大于门限值，如果是则认为有新路径产生并转入步骤2.3，否则算法结束；所述低复杂度跟踪算法具体过程为：分别将前一时刻上行信道参数集的每条路径参数设为离散参数集合的取值中心，并将离散参数集合的取值范围缩减为完备取值范围的1/β，依次对每一条路径进行基于缩减离散参数集合的正交匹配追踪算法，直到完成对前一时刻所有传播路径的跟踪估计；

步骤2.3：新路径估计：当产生了一个前一时刻不存在的新路径时，应用步骤1.1至1.3的方法对残余信号进行信道参数的估计，并将时延与角度参数并入步骤2.2跟踪估计的上行信道参数集中，得到第n时刻的信道参数，算法结束。

2.根据权利要求1所述的一种面向FDD系统的信道跟踪方法，其特征在于，所述步骤(1)与步骤(2)中的对下行信道增益重新估计并反馈回基站端，从而重建下行信道的方法具体过程为：基站端向下行信道发送稀疏导频，用户端利用接收到的下行导频，重新估计下行信道增益，并将增益反馈回基站，基站端利用反馈得到的下行信道增益以及上行信道参数集，重建下行信道。

3.根据权利要求1所述的一种面向FDD系统的信道跟踪方法，其特征在于，第n时刻上行信道参数集包含上下行信道频率互易的波束俯仰角、波束水平角、时延，上下行信道的频率非互易的复增益则不包含在上行信道参数集内。