[发明专利]一种低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法及装置

权利要求书

1.一种低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，包括：

在太赫兹MIMO-OFDM系统中采用子阵列天线结构进行混合波束形成；

利用循环前缀-正交频分复用的方法将信道划分为多个正交子信道，产生子载波，使每个子载波为每个子阵列携带一个数据符号，从而形成一个长度为K的数据符号流；

将太赫兹MIMO-OFDM系统信道信息用矩阵的形式表示；

利用正交匹配追踪算法对稀疏信号进行估计，得到信号估计参数值和信道估计值。

2.如权利要求1所述的低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，所述在太赫兹MIMO-OFDM系统中采用子阵列天线结构进行混合波束形成包括：实现混合波束形成的过程中，模拟波束形成只在每个子阵列的天线元素上进行，每个子阵列都由一个单一的射频链供电。

3.如权利要求1或2所述的低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，所述在太赫兹MIMO-OFDM系统中采用子阵列天线结构进行混合波束形成还包括：通过坐标的方式定义索引，具体的，在由Q＝M×N组成的子阵列天线结构中，定义第m行和第n列的子阵列的索引q＝(m-1)N+n，其中，Q为子阵列的总数，M和N分别为子阵列的行数和列数，1≤m≤M，1≤n≤N；子阵列是由紧密排列的定向天线元素P＝X×Y组成，每一个天线元素连接到一个宽带太赫兹移相器，定义第x行和第y列的天线元素的索引T＝(x-1)Y+y，其中，P为天线元素的总数，X和Y分别为天线元素的行数和列数，1≤x≤X，1≤y≤Y。

4.如权利要求3所述的低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，所述在太赫兹MIMO-OFDM系统中采用子阵列天线结构进行混合波束形成还包括：设定发射端坐标p(x₁,y₁,z₁)，接收端坐标q(x₂,y₂,z₂)，用欧拉角来描述局部坐标系相对于全局坐标系的方向，其中内在旋转是局部轴，外在旋转是全局轴。

5.如权利要求1或4所述的低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，所述利用循环前缀-正交频分复用的方法将信道划分为多个正交子信道，产生子载波包括：每个子载波k＝{0，1，2，....，K-1}的信息承载符号向量s[k]＝[s1,s2,s3,...,s_Ns]^T∈C^Ns×1,由正交幅度调制的星座符号组成，若符号标准化，则其中P_s是所有子载波的传输总功率；s[k]首先使用W_BB[k]∈C^Q(t)×Ns进行预编码，然后使用W_RF∈C^{Q(t)P(t)×Q(t)}进行模拟RF波束形成；若波束形成频率平坦，则数字基带信号表示为x[k]＝W_RFW_BB[k]s[k]，所述数据符号流的总数N_s不超过射频链的总数Q；其中，k代表子载波的索引值，s[k]表示传出数据流，Ns代表传输数据的总数，E表示期望，E[s(k)s*(k)]是求符号的平均功率，K表示载波的总数，INs表示维度为Ns*Ns单位矩阵，W_BB表示预编码矩阵，W_RF表示射频矩阵。

6.如权利要求5所述的低复杂度的太赫兹MIMO-OFDM信道估计方法，其特征在于，所述将太赫兹MIMO-OFDM系统信道信息用矩阵的形式表示包括：设在一个平坦衰落的时不变信道条件下通信，整体的系统信道矩阵可以由如下表示：

其中，H[k]表示信道的频域响应，矩阵中参数分别表示：发射天线与接收天线的路径增益，发射天线阵列导向矢量与接收天线阵列导向矢量，收发射天线的到达角与离开角向量。