1.基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,包括以下步骤:A发送端处理:
(A1)读取长为N,稀疏度为K的信道状态信息 利用1×λ的索引序列A(2)记录H的部分小幅度元素的索引信息;根据CS即压缩感知技术得1×M的压缩序列y;将索引序列A(2)、压缩序列y和稀疏度K按照公式X=[A(2),yreal,yimag,K]构成1×l的信息序列X;
所述的CS技术为利用测量矩阵Φ根据公式y=HΦ压缩1×N的稀疏信道状态信息H;
所述的测量矩阵Φ为N×M矩阵;包括:高斯分布随机矩阵、贝努利分布随机矩阵、亚高斯随机矩阵和非常稀疏投影矩阵;其中,M≤N;
所述的l满足l=λ+2M+K;
所述的yreal、yimag分别表示压缩序列y的实部和虚部;
(A2)将1×l的信息序列X进行量化、调制得1×L的调制序列R;
(A3)用T×L的扩频矩阵Q将1×L的调制序列R按照公式L=RQT进行扩频处理,得1×T的扩频序列L;
所述的上标(·)T为矩阵的转置操作;
(A4)将1×T的扩频序列L与1×T的数据序列S按照公式 进行加权叠加生成1×T的发送序列T进行发射;
所述的数据序列S是发射数据序列经量化、调制所得;所述的E为发送序列T的发送功率,所述的常数ρ满足:0≤ρ≤1;
B接收端处理:
(B1)接收端接收到发送信号Y,根据公式 进行解扩频操作得带噪调制序列(B2)利用最小均方误差(MMSE,Minimum Mean Square Error)检测技术,恢复1×L的调制序列R;
(B3)将1×L的调制序列R解调后映射回1×l的信息序列X;利用信息序列X恢复出索引序列A(2)、压缩序列y和稀疏度K;
(B4)利用干扰消除思想以及MMSE检测技术,恢复1×T的数据序列S;
(B5)接收机利用索引序列A(2)、压缩序列y、测量矩阵Φ和稀疏度K重构CSI。
2.根据权利要求1所述的基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,步骤(A1)所述的索引序列A(2)是小幅度非零元素的支撑集信息,即:其中,|h|i(i=1,2,…,K)是将H中的K个非零元素按照幅值大小降序排列所得;所述的λ根据工程经验设定。
3.根据权利要求1所述的基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,步骤(A3)所述的扩频处理是将1×L的调制序列R根据公式L=RQT扩频,其中Q为T×L的walsh码组成的扩频矩阵,满足QTQ=T·ΙL;其中,(·)T表示取矩阵的转置操作,IL表示L×L的单位矩阵。
4.根据权利要求1所述的基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,步骤(B2)所述的MMSE检测技术,根据下式进行,即:-1 H
其中,(·) 表示取矩阵的逆操作,(·) 表示取矩阵的共轭转置操作,dec(·)表示硬判决操作, 为带噪调制序列 的自相关函数矩阵, 为带噪调制序列 与调制序列R的互协方差矩阵; E(X)表示取矩阵X的均值。
5.根据权利要求1所述的基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,步骤(B4)所述干扰消除思想是利用接收到的发送序列T减去调制序列R的干扰,获得去干扰数据序列 即:其中(·)T表示取矩阵的转置操作,再根据下式进行MMSE检测,恢复数据序列Sk,即:其中,(·)-1表示取矩阵的逆操作,(·)H表示取矩阵的共轭转置操作,dec(·)表示硬判决操作, 为去干扰数据序列 的自相关函数矩阵, 为去干扰数据序列 与数据序列S的互协方差矩阵; E(X)表示取矩阵X的均值。
6.根据权利要求1所述的基于信号检测与支撑集辅助的叠加CSI反馈方法,其特征在于,步骤(B5)进一步包括:所述的重构CSI,是将索引序列A(2)加入重构算法初始值,并结合现有的基于压缩感知的重构方法进行信号的重构,同时利用索引序列A(2)设置新的算法终止条件;
所述的现有的基于压缩感知的重构方法包括,基于L1范数最小化、基追踪算法、内点法、匹配追踪算法、正交匹配追踪算法、分段OMP算法、规范OMP算法、CoSaMP算法、迭代硬阈值法以及GraDeS;
所述的加入重构算法初始值是指利用稀疏度K和索引序列A(2)得到:待重构支撑集长度η=K-|A(2)|;将待重构支撑集长度η添加在算法初始值中;
所述的利用索引序列A(2)设置新的算法终止条件是指算法进行η次迭代后,根据更新出来的支撑集合的势进行支撑集完备性的检验,即满足条件|Tt|≠K且η<K,支撑集重构完成;否则,返回算法第一步;其中,|Tt|表示算法经过t次迭代以后更新支撑集T的势。