[发明专利]大规模MIMO信道状态信息获取方法、系统及计算机存储介质有效

专利信息
申请号: 202110418368.X 申请日: 2021-04-19
公开(公告)号: CN113193895B 公开(公告)日: 2023-03-10
发明(设计)人: 刘敬芝;王开;张波;沈建国;徐舜;尹才华;刘海波;章锋斌 申请(专利权)人: 中国人民解放军陆军工程大学
主分类号: H04B7/06 分类号: H04B7/06;H04B7/0456;H04B17/309;H04B17/336;H04L1/00;H04B7/0413
代理公司: 重庆双马智翔专利代理事务所(普通合伙) 50241 代理人: 顾晓玲
地址: 210001 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 大规模 mimo 信道 状态 信息 获取 方法 系统 计算机 存储 介质
【说明书】:

发明提出了一种大规模M I MO信道状态信息获取方法、系统及计算机存储介质。该方法为:基站向用户端发送导频信号;采用导频序列构造的测量矩阵,利用不同天线与用户端之间信道冲激响应的空间相关性对信道进行空域压缩感知测量;用户端接收信道测量值后,考虑连续时隙间信道冲激响应的时间相关性,利用本地测量矩阵对该测量值在时域进行二次压缩感知测量,得到信道的空时二维压缩感知测量值,用户端将该信道二维测量值反馈发送至基站;基站接收根据该信道二维测量值重构信道状态信息,完成大规模M I MO信道状态信息获取。该方法避免了用户端的对信道的重构过程,可降低存储和计算资源消耗,并且通过空时二维压缩测量可进一步降低反馈开销。

技术领域

本发明涉及无线通信领域,具体涉及一种大规模MIMO信道状态信息获取方法、系统及计算机存储介质。

背景技术

作为未来5G无线通信的关键技术之一,大规模多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)系统通过配备大量天线以提高信号传输的空间自由度(Degreesof Freedom,DoF),从而具有数据吞吐量大、链路可靠性强、频谱效率和能耗效率高等特点。为充分利用大规模MIMO的技术优势,准确获取信道状态信息(Channel StateInformation,CSI)十分关键。然而,由于基站天线数量众多,每一用户涉及的信道状态信息CSI对应数百条发射天线,采用传统算法获取信道状态信息CSI将导致巨大的信道估计和反馈开销。因此研究提出高效可靠的信道状态信息CSI获取方法对massive MIMO实现与应用具有重要意义。

宽带无线信道冲击响应(channel impulse response,CIR)由于仅有少数抽头集中了大部分能量而具有稀疏性,利用压缩感知(Compressed Sensing,CS)理论降低信道估计与反馈开销成为信道状态信息获取研究的热点。

现有研究中,研究人员已分别将压缩感知应用至下行信道估计和上行信道反馈中,提出了基于压缩感知的信道估计和基于压缩感知的信道反馈方法。在基于压缩感知的信道估计方法中,利用导频信号构造测量矩阵,将导频传输看作对稀疏宽带无线信道冲击响应CIR进行测量过程,在用户端由测量值重构宽带无线信道冲击响应CIR。在基于压缩感知的信道反馈方法中,通常假设已得到准确的信道状态信息CSI估计,而后利用其稀疏性压缩为低维测量值进行反馈,基站接收测量值后重构信道状态信息CSI。上述方法在下行信道估计和上行信道反馈中分别应用压缩感知理论,可在一定程度上降低开销。但实际应用中用户端需首先在信道估计中进行压缩感知重构,而后在信道反馈中进行测量矩阵存储及信道估计值测量,从而导致较高的计算和存储开销,对资源受限的用户设备而言难以实现。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是提供一种大规模MIMO信道状态信息获取方法、系统及计算机存储介质。

为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种大规模MIMO信道状态信息获取方法,包括以下步骤:

基站向用户端发送导频信号;

采用导频序列构造的测量矩阵对信道冲激响应向量进行空域压缩感知测量,得到一次信道测量值

用户端接收一次信道测量值后,利用本地测量矩阵对该信道测量值在时域进行二次压缩感知测量,得到信道的空时二维压缩感知测量值,用户端将所述信道的空时二维压缩感知测量值反馈至基站;

基站接收所述信道的空时二维压缩感知测量值,并根据该信道的空时二维压缩感知测量值重构信道状态信息,完成大规模MIMO信道状态信息获取。

该方法在信道状态信息获取的过程中避免了用户端的对信道的重构过程,可降低存储和计算资源消耗,并且本方法利用了不同天线与用户端之间信道冲激响应的空间相关性对信道进行空域压缩感知测量,在用户端接收信道测量值后,利用连续时隙间信道冲激响应的时间相关性,用本地测量矩阵对该测量值在时域进行二次压缩感知测量,通过这种空时二维压缩测量进一步降低了反馈开销。

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