[发明专利]混合低精度架构下基于IRS的大规模MIMO的级联信道估计方法

权利要求书

1.一种混合低精度架构下基于IRS的大规模MIMO的级联信道估计方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)基站先向IRS的信令接收器和用户发送下行配置信息信令，配置信息包括IRS阵面的子阵面划分模式以及相干时间内用户发送的导频数目T，大规模反射阵面根据信令进行单元的均匀划分和相位配置，用户发送导频；

(2)基站优化设计各向同性的模拟接收器，模拟接收器采用全连接移相器网络，各移相器相位均匀分布，优化设计的模拟合并矩阵W_At根据以下公式计算：

其中，W_At表示维度为M×L的模拟合并矩阵，M表示基站端的接收天线数，L表示接收端的射频链路数；ψ_ij表示模拟合并矩阵的第i行、第j列元素的相位；

(3)将毫米波信道进行角度域分解，得到角度域等效级联信道基站利用压缩感知技术，获得角度域毫米波信道的稀疏信息P，利用最小均方误差准则优化设计数字估计器W_D，获得角度域信道估计

所述的稀疏信息P为：

其中，e_π(i)(π(i)∈{1，2，...，MN})表示维度为MN×1的第π(i)个元素为1、其余元素为0的矢量，N_v表示信道稀疏系数，即信道矩阵里非零个数；如果信道不具有稀疏性，则参数N_v＝MN，则P＝I_MN；

基站-IRS间毫米波信道G和IRS-用户间毫米波信道g的角度域分解为：

其中，A_i表示IRS端维度为N×N的阵面天线响应矢量组成的角度域字典矩阵，表示矩阵A_i的共轭转置；A_r表示基站端维度为M×M的阵面天线响应矢量组成的角度域字典矩阵，

其中，A_i根据以下公式构造：

其中，q∈{1，2，...，N₂})表示维度为N×1的发射阵面响应矢量，其中其中，N＝N₁×N₂，N₁表示IRS处发射天线阵面的横轴天线数，N₂表示IRS处发射天线阵面的纵轴天线数；

A_r按以下公式表示：

其中，j∈{1，2，...，M₂})表示维度为M×1的接收阵面响应矢量，其中，其中，M＝M₁×M₂，M₁表示基站处接收天线阵面的横轴天线数，M₂表示基站处接收天线阵面的纵轴天线数；

从而，角度域的等效级联信道表示为：

其中，1^T表示维度为N×1的全1列向量1的转置；

(4)通过稀疏恢复和角度域反变换，获得子阵面的级联信道估计，进而推演获得IRS全部阵面的级联信道估计。

2.根据权利要求1所述的混合低精度架构下基于IRS的大规模MIMO的级联信道估计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述IRS将整个反射阵面单元均匀划分为N个子阵面，每个子阵面的相位配置相同且幅度系数均为1，其中，基站发送的下行相位配置向量为其中，θ₁，......，θ_N∈[0，2π)表示IRS上N个子阵面反射单元的相位；

通过接收下行配置信息，用户在信道相干时间内发送的导频数目T的计算方式为：

其中，表示向上取整，M表示基站端的接收天线数，N表示大规模反射阵面的子阵面数，L表示接收端的射频链路数；

选取每个子阵面的中心单元进行级联信道估计，级联信道由基站-IRS间信道G和IRS-用户间信道g耦合而成，级联信道表示为：

H＝Gdiag{g}，

其中，H是维度为M×N的级联信道矩阵。