[发明专利]MIMO系统的校准方法

摘要

本发明提供一种MIMO系统的校准方法，所述方法包括：首先构造一个测量信号矩阵，然后根据所述测量信号矩阵去估计射频增益比矩阵，在校准过程中除了估计射频增益比矩阵的主对角线元素以外，还估计所述射频增益比矩阵除主对角线以外的其他元素，充分考虑了大规模MIMO系统的天线之间的相互作用。本发明能够改善大规模MIMO系统的校准效果。

主权项

1.一种MIMO系统的校准方法，其特征在于，所述MIMO系统的所有天线等距离放置，所述方法包括：

构造测量信号矩阵Y，所述测量信号矩阵Y的第(u，v)个元素的表达式为：

y_u,v＝α_uhβ_v+n_u,v，u∈[1,M]，v∈[1,M]，

其中，y_u,v为所述测量信号矩阵Y的第(u，v)个元素，α_u为天线u的发射射频单元增益，β_v为天线v的接收射频单元增益，h为信道增益，n_u,v为天线u与天线v之间的测量噪声，所述天线u与天线v是相邻的，M为所述MIMO系统基站侧的天线总数；

利用所述测量信号矩阵Y估计射频增益比矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述测量信号矩阵Y估计射频增益比矩阵包括：

利用N‑LS法估计所述射频增益比矩阵主对角线上的元素；

确定任意节点u，u∈[1,M]，估计所述节点u所在列的元素。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用N‑LS法估计所述射频增益比矩阵主对角线上的元素包括：

对代价函数求导并使导数为零，其中A_u表示跟天线u相邻的天线序号的集合，v表示跟天线u相邻的天线序号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定任意节点u，u∈[1,M]，估计所述节点u所在列的元素包括：

对于所述节点u的第一层上的节点t₁，忽略测量噪声，射频增益比根据以下表达式确定：

其中t₁'是所述节点u的第一层上不同于t₁且与t₁相邻的节点；

对于所述节点u的第k(k≥2)层上的节点t_k，选择一条从u到t_k的最短路径，射频增益比根据以下表达式确定：

其中t_k‑1是所述节点u的第k‑1层上的节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述从u到t_k的最短路径存在L条时，射频增益比根据以下表达式确定：

 

其中i∈[1,L]分别是选择不同最短路径时估计出的射频增益比

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述测量信号矩阵Y估计射频增益比矩阵包括：

定义误差函数f(X_t,X_r)＝||Y‑X_tAX_r||²，

其中，矩阵A的表达式为：

 

使用块协作下降方法求解两个对角矩阵X_t及X_r，使所述误差函数f(X_t,X_r)最小。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述使用块协作下降方法求解两个对角矩阵X_t及X_r包括下述步骤：

1)随机得到X_t及X_r的初始化值和并初始化循环变量j＝0；

2)根据表达式(1)计算