[发明专利]利用冗余字典加强稀疏性的透镜天线阵列信道估计方法有效

专利信息
申请号: 201910879291.9 申请日: 2019-09-18
公开(公告)号: CN110650103B 公开(公告)日: 2020-07-31
发明(设计)人: 高镇;万子维;廖安文;肖振宇;杨凯 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: H04L25/02 分类号: H04L25/02;H04B7/0456;H04B7/0413;H01Q23/00;H01Q21/00;H01Q19/06
代理公司: 北京理工大学专利中心 11120 代理人: 温子云
地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 利用 冗余 字典 加强 稀疏 透镜天线 阵列 信道 估计 方法
【权利要求书】:

1.一种利用冗余字典加强稀疏性的毫米波透镜天线阵列MIMO信道估计方法,其特征在于,包括:

步骤一、在毫米波透镜天线阵列MIMO中,发射端和接收端均采用天线选择网络代替全连接-相移网络;在所述天线选择网络中,射频链路数量要少于天线数,每根射频链路只能同时连接一根天线,并且每根天线同时只能连接一根射频链路;

步骤二、在导频交互阶段,天线选择网络在每次切换时,射频链路与部分阵元连接,获得部分角度范围的信道探测结果;经多次切换,射频链路在连续的Npilot个时隙内遍历连接透镜天线阵列所有的阵元,获得完整的信道观测结果;

步骤三、接收端利用冗余字典,对原本稀疏的透镜天线阵列的信道进行进一步的稀疏表示;基于信道观测结果和已知的导频信号,采用压缩感知理论恢复出原信道在冗余字典上的表示,并进一步得到原信道的估计H。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,设NT和NR分别为发射端和接收端的天线数量;和分别为发射端和接收端所装备的射频链路数量;使用Npilot个导频信号进行估计;

所述步骤二包括:

信道估计转化为如下形式:

其中,(·)H是转置符号,vec(·)是按列向量化符号,代表Kronecker积,diag(·)代表对角化符号;接收端的总接收信号总接收噪声yn为第n个时隙接收端处接收的导频数据向量,n=1,2,...,Npilot,nn为第n个时隙接收端的复高斯白噪声,sn为第n个时隙发射的导频信号;H是透镜天线阵列下的毫米波信道;第n个时隙发射端的混合合并器Fn=FRF,nFBB,n是模拟预编码器FRF,n和基带数字预编码器FBB,n的级联;第n个时隙接收端的混合合并器Wn=WRF,nWBB,n是模拟合并器WRF,n和基带数字合并器WBB,n的级联;

其中:令FBB,n,中的每一个元素为服从独立同分布的零均值复高斯变量;

共进行Npilot次切换;设GRF,n代表FRF,n或WRF,n,设N代表NT或NR,NRF代表或NT和NR分别为发射端和接收端的天线数量;和分别为发射端和接收端所装备的射频链路数量;

在第n次切换时,针对GRF,n执行步骤1)和2):

步骤1)、若则令表示N×N单位矩阵经过列之间的随机重排后形成的矩阵,这里符号mod(a,b)代表a除以b的余数;然后执行步骤2);否则,直接执行步骤2);

步骤2)令这里符号[A]p:q表示由矩阵A的第p列至第q列组成的子矩阵,符号代表对a向下取整。

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