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专利号: 2019103934932
申请人: 重庆邮电大学
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.基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,包括:S1、将接收端接收到的接收信号转换为向量矩阵形式;

S2、提取接收信号中的导频;

S3、将提取的导频基于压缩感知数学模型构建测量矩阵B和观测向量;

S4、进行初始化,即令残差r0=Y,索引集Λ0=φ,步长L=S0,迭代次数t=1;

S5、计算观测向量与残差之间的相关系数μ,按照从大到小的原则,从μ中选择最大的L个值,该L个值在测量矩阵B中的序列号构成集合J0;

S6、更新索引集,表示为:Λt=Λt-1∪J0,令Bt=B(j),(j∈Λt);

S7、根据压缩感知数学模型的最小二乘解求解信道估计值;从求解得到的信道估计值中选出绝对值最大的L项记为 将矩阵Βt中该L项对应的列集合记为BtL,选出索引集Λt中该L项对应的L列记为ΛtL;

S8、更新残差,并将更新的的残差记为rnew,若||rnew||2≤ε,停止迭代,并进行步骤S9;若||rnew||2≥||rt-1||2,则更新步长并令L=L+St,Λt=ΛtL,rt=rnew,t=t+1,返回步骤S5;若前两个条件均不满足,令L=St,Λt=ΛtL,rt=rnew,t=t+1,返回步骤S5;

S9、结束迭代,输出迭代值;

其中,rt表示残差,r0表示初始残差且值为Y,Y表示所有天线上的导频序列矩阵;t表示迭代次数且1≤t;Λt表示t次迭代的索引集合,Λ0为初始索引集合且为φ,φ表示空集;L表示步长,步长的初始值为S0,St表示根据第t次迭代的残差更新的步长;Βt表示按索引Λt选出的矩阵B的列集合,ε表示误差容许项,||·||2表示2范数;Β(j)表示矩阵B中序号为j的值的集合。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,将接收端接收到的接收信号转换为向量矩阵形式包括:S11、接收端的信号表示为:

S12、根据接收端的信号,转换为向量形式,表示为:

其中,i=1,2,...nT,j=1,2,...nR,l=1,2,...Ns,k=1,2,...,M,nT为发送天线数量,nR为接收天线数量,Ns为每根天线上的符号数,M为个符号上的子载波数,Xi(l,k)表示第i根天线第l个符号第k个子载波上的发送信号,Hji(l,k)表示第i根发与第j根收间的第l个符号第k个子载波上的频域估计值,Nj(l,k)表示第j根接收天线第l个符号第k个子载波上的噪声,diag(·)表示对角矩阵,Yj表示第j根接收天线接收信号的向量形式;Xi表示第i根发送天线上接收信号的向量形式;Hji表示第i根发送与第j根接收天线之间频域估计值的向量形式;Nj表示第j根接收天线上噪声的向量形式;F表示傅里叶变换矩阵,hji=[h(0),h(1),...,h(L-1),0,0...,0]M表示时域冲激响应。

3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,提取接收信号中的导频包括:其中,nT为发送天线数量,nR为接收天线数量,SP表示从信道矩阵hji中提取导频估计值的选择阵;hji表示发射天线i到接收天线j的信道;Yp,j表示第j根接收天线上的导频序列;

Xp,i表示第i根发送天线上的导频序列;Np,j表示第j根接收天线上的导频位置的噪声,F表示傅里叶变换矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,根据提取的导频基于压缩感知数学模型构建测量矩阵、观测向量包括:将第j根接收天线上的导频序列Yp,j表示为Yp,j=Ahj+Np,j,其中A为所有参数Ai的构成的矩阵,i∈{1,

2,...,nT},表示为 参数Ai表示为Ai=diag(Xp,i)Fp;hj为第i根天线的信道矩阵,表示为

将所有天线上的导频序列表示为 所有天线的信道矩阵表

示为 所有天线的噪声表示为

表示单位阵;令 B表示压缩感知数学模型中的

测量矩阵,所有天线上的导频序列Y即等效于压缩感知数学模型中的观测向量,压缩感知数学模型的构建为:Y=Bh+N;

其中,nR为接收天线数量,M为每个符号的子载波数,N为每个符号的导频数; 表示克罗内克积。

5.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,所述求压缩感知数学模型的最小二乘解表示为:其中, 表示第t次迭代的信道估计值;上标T表示转置矩阵,上标-1表示矩阵求逆,||·||表示绝对值。

6.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,更新残差包括:rnew=Y-BtL(BtLTBtL)-1BtLTY;

其中,rnew为当前更新的残差,上标T表示转置矩阵,上标-1表示矩阵求逆。

7.根据权利要求1所述的基于压缩感知的稀疏度自适应匹配追踪的信道估计方法,其特征在于,根据第t次迭代的残差更新的步长St包括:其中,α1为第一阈值参数,α2为第二阈值参数,且α2≤α1。