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专利号: 201610689099X
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于压缩感知大规模MIMO系统的反馈方法,其特征在于,包括:a)MS根据设定的能量因子γ,计算参数保留稀疏度λ;b)MS计算所需测量数M,基于压缩感知方式压缩需要反馈的下行CSI;c)MS将需要反馈的信息转化为比特流并反馈回BS;d)BS解调接收到的比特流,并调用改进的重构算法重构出下行CSI;“将需要反馈的信息”具体是指压缩CSI得到的测量信号y,部分的支撑集合 和稀疏度S;

该方法步骤a)进一步包括:

a1)MS读取能量因子γ,读取需要反馈的下行CSI及其支撑集合,其中CSI表示为H,支撑集合表示为w;

所述能量因子γ在通信建立前设定,取0.9<γ<1;

所述H为N×1的矢量,其中,N为BS天线的根数;

所述H为稀疏度为S的稀疏信号,即H中仅仅有S个非零元素,且满足S<<N:a2)MS取H中的非零元素并按照幅度从大到小的顺序进行排序,得到排序后的矢量 及支撑集合,表示为所述 为S×1矢量,表示为 上标T表示取转置操作,且满足所述集合 与a1)所述支撑集合w有相同元素,元素个数均为S个,仅顺序不一样;

a3)MS根据能量因子γ利用下式搜索保留稀疏度λ,使得以下不等式成立:其中,符号||x||2表示对矢量x作算子2范数运算;

所述保留稀疏度λ满足λ≤S;该方法步骤b)进一步包括:b1)MS根据下式计算所需测量数M;

其中,C为较小的常数(可在区间[1,2]上取值),μ根据下式求得其中,v2为噪声方差,所述噪声包括热噪声和量化噪声,可在通信系统建立时通过试验测试得到;

b2)MS读取M×N的测量矩阵Φ,把下行CSI,即H,投影到低维度空间,得到测量数为M的测量信号y为y=ΦH

其中,y为M×1的矢量,测量矩阵Φ从BS和MS均预先已知的N×N的方阵中取其前M行得到;

该方法步骤d)进一步包括:

d1)BS解调出含噪声的测量信号,表示为M×1的矢量 部分支撑集合以及稀疏度

d2)BS调用重构算法重构出下行CSI,表示为该方法步骤d2)进一步包括:

d21)重构初始化:残差矢量r0赋值为 索引集合w0赋值为 迭代计数t赋值为t=0;

d22)迭代计数增1,即t=t+1;

d23)利用下式识别残差矢量rt-1中最大幅度元素的索引,识别到的索引表示为Λt;

其中,符号表示对矢量a和矢量b求内积运算;Φj表示测量矩阵Φ的第j列;

d24)更新索引集合wt,即wt←wt-1∪Λt;

d25)根据索引集合wt,通过下式估计当前索引集合下的下行CSI(表示为xt)其中, 表示根据索引集合wt的索引,依次从测量矩阵Φ中抽取相应的列构成的子矩阵;supp x表示求x的支撑集合运算;

d26)根据下式进行残差矢量更新:

t t

其中 表示根据索引集合w的索引,依次从x中抽取相应的行构成的子矢量;

d27)若迭代计数t小于保留稀疏度λ,即t<λ,返回步骤d22);否则,进入下一步;

d28)如果wt中的元素个数不等于 且迭代计数t小于 即 返回步骤d22);否则,BS端获得支撑集合 为:d29)BS求解下式,估计得到下行CSI,表示为

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,该方法步骤c)进一步包括:c1)MS将需要反馈的信息转化为比特流;

所述比特流转化包括:c11)将测量信号y通过均匀量化或非均匀量化量化为压缩测量比特流Z;c12)取部分的支撑集合为 并用比特编码为部分支撑集合比特流表示为G;c13)将稀疏度S量化为稀疏度比特流表示为S;

c2)MS将比特流Z、G和S经反馈链路反馈回BS。