[发明专利]多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法

权利要求书

1.多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法，其特征在于，该估计方法包括如下步骤：

步骤S1、通过在基站侧配备两个共址共面的双极化天线面阵，用户侧配备单极化单天线的方式构建多频段大规模MIMO系统，其中，该系统采用正交频分复用调制方式，并且基站在各子载波上与多个用户同时进行无线通信；

步骤S2、设定基站与用户在两个频段上进行通信，这两个频段定义为频段1和频段2，其中，在频段1上，基站侧先通过探测获得其瞬时信道状态信息，再通过对瞬时信道状态信息的自相关求期望获得该频段上空间频率域双极化信道协方差矩阵，并将其作为该频段上的统计信道状态信息；

步骤S3、基于两个频段双极化角度时延拓展函数相似的假设，由频段1上的空间频率域双极化信道协方差矩阵外推频段2上的空间频率域双极化信道协方差矩阵，其包括：首先由频段1上的空间频率域双极化信道协方差矩阵估计其双极化角度时延拓展函数，再由估计得到的双极化角度时延拓展函数，重构频段2上的空间频率域双极化信道协方差矩阵。

2.根据权利要求1所述的多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法，其特征在于，在步骤S1构建的多频段大规模MIMO系统中，该系统的带宽为W，采样间隔记为T_s＝1/W，循环前缀为N_g，子载波总数为N_c，第n,n∈[1,2]个频段频率的取值范围为其中f_n为该频段的中心频率。

3.根据权利要求2所述的多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法，其特征在于，在步骤S1构建的多频段大规模MIMO系统中，其第n个频段上，基站侧配备由M_n个双极化天线单元组成的均匀面阵，其中，垂直方向与水平方向的双极化天线单元数分别为并且满足

基站水平、垂直极化天线与用户之间的信道称为水平链路或者垂直链路，该两个链路之间存在信道功率泄露。

4.根据权利要求3所述的多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述的空间频率域双极化信道协方差矩阵，其在在结构上具有Hermitian性质及分块Toplitze性质，因此该频段上的信道协方差矩阵由其分块表示后的第一列子矩阵完全表示。

5.根据权利要求4所述的多频段大规模MIMO系统中的跨频段统计信道状态信息估计方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述第n个频段的瞬时信道状态信息，其具体表达式为：

公式(1)中，I₂表示2×2的单位阵，T为多径时延取值范围，f_n为第n个频段的中心频率，v为到达俯仰角θ的方向余弦，u为到方位角的方向余弦，V,U分别为方向余弦v,u的取值范围，则a(v,u,f_n)为频率为f_n，到达俯仰角为θ，方位角为时的阵列响应矢量，则，

，

其中，表示为水平链路的信道增益，η_H表示水平链路信道的极化因子，表示为垂直链路的信道增益，η_V表垂直链路信道的极化因子，u(τ)表示为