1.一种基于压缩感知的大规模MIMO系统有限反馈方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤101、基站端为配置有Nh×Nv维的UPA,其中Nh为UPA的水平维发射天线数,Nv为UPA的垂直维发射天线数;用户端配置为单天线,信道可表示为 其中hh表示水平维信道信息,hv表示垂直维信道信息;
步骤102、设计H的水平维稀疏基Ψh和垂直维稀疏基Ψv,其中Ψh采用离散余弦变换(DCT)稀疏基,Ψv采用快速傅里叶变换(FFT)稀疏基,再经过Kronecker积定理得到二维联合稀疏基L×N
步骤103、生成随机高斯观测矩阵Φ∈R ,其中元素都服从0均值,方差为 的独立正态分布,其中N=Nh×Nv,L表示观测值,并且L<N;
步骤104、通过观测矩阵Φ把信道H投影到低维空间,得到L×N维的观测信号y;
步骤105、基站端根据观测信号y、观测矩阵Φ和二维联合稀疏基Ψ,采用OMP算法恢复出信道信息
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤102中水平维信道稀疏表示如下:hh=Ψhh1,其中h1表示经过正交稀疏基变换后的信号,Ψh表示DCT稀疏基;
垂直维信道稀疏表示如下:hv=Ψvh2,其中h2表示经过正交稀疏基变换后的信号,Ψv表示FFT稀疏基。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,DCT稀疏基Ψh的具体公式如下:反变换IDCT公式为:
其中Nh为UPA的水平维发射天线数,i,j是空间坐标,i,j=0,1,...Nh-1;u,v是DCT空间坐标,u,v=0,1,...Nh-1。可变系数 C(i)=1(i=1,2,3...Nh-1)。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,FFT稀疏基Ψv的具体公式如下:其 中Nv为基站端均匀面阵的垂直维发射天线数,以及
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据Kronecker积定理:把水平维和垂直维信道带入
从而得到二维联合稀疏基Ψ,即
其中h表示经过二
维联合稀疏基变换后的稀疏信道。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤103中,利用L×N维的观测矩阵Φ将稀疏信道从高维到低维进行线性投影,其观测矩阵与稀疏基矩阵的乘积必须满足有限等距条件(RIP),从而保证能够从观测信号中准确的重构信号,RIP条件如下:其中δ∈(0,1),h表示经过二维联合稀疏基变换后的稀疏信道。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤104中观测信号可表示成如下形式:y=ΦH=ΦΨh
其中Φ表示L×N的随机高斯矩阵,H表示N×1的大规模MIMO信道信息,Ψ表示N×N二维联合稀疏基,h表示经过二维联合稀疏基变换后的信号。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤105中恢复出的信道 和大规模MIMO信道H之间的归一化均方误差(MSE),可通过下式求得: