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专利号: 2020115267472
申请人: 杭州电子科技大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,包括步骤:S1.针对多个用户设计训练序列以及处理接收信号;

S2.根据接收信号进行相应的角度估计;

S3.通过角度估计值构造信道导向矢量;

S4.根据构造的信道导向矢量重构下行信道状态信息。

2.根据权利要求1所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S1中多个用户设计训练序列以及处理接收信号中包括K个相互独立的单天线用户、一个基站、基站处配备M根天线。

3.根据权利要求2所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述基站处配备的M根天线采用平面阵排列方式,且M=MhMv,其中每行有Mh根天线,每列有Mv根天线,则第k(k=1,2,3,…,K)个用户从基站到达接收端的信道具体表示为:其中:Pk表示基站与第k个用户的接收端之间的传播路径数;gk,l表示第k个用户的第l条路径的信道复增益;α(θ,φ)表示信道的导向矢量;α(θk,l,φk,l)表示第k个用户的第l条路径的信道的导向矢量;θk,l和φk,l分别表示第k个用户的第l条路径的仰角和方位角。

4.根据权利要求3所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述信道的导向矢量α(θ,φ)表示为:其中:d表示天线阵元之间的距离,假设d=λ/2,λ为载波波长;αv(θ)中包含平面阵列的纵向角度信息,αh(θ,φ)包含平面阵列的横向角度信息。

5.根据权利要求4所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S1中设计训练序列具体为:假设基站对所有的K个用户的发送信号均为SN,为M×N维的矩阵,具体表示为:其中:Fn表示n维的离散傅里叶DFT矩阵;0n为n维的零矩阵;0(M‑7n)×n为(M‑7n)×n维的零矩阵,n满足4n=N,N为采样总数。

6.根据权利要求5所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S1中处理接收信号具体为:混入噪声后,第k(k=1,2,3,..,K)个用户端的接收信号表示为:其中:ρ为信噪比,zk为第k个用户处混入的噪声,假设是服从零均值,单位方差的高斯噪声;

对发送信号 进行反DFT变换,则在第k个用户处的实际接收信号表示为:其中,yk表示接收信号。

7.根据权利要求6所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S2具体包括:

S21.设定码本,将信道导向矢量α(θ,φ)中横向矢量αh(θ,φ)中的cosθsinφ和纵向矢量αv(θ)中的sinθ分别看成区间在(‑1,1)中的两个整体;则在(‑1,1)区间内分别创建两个m份的码本,且m=M/2;

S22.第k个用户处的i(i=1,2,…,P)条路径的接收信号为yk(i),推出第k个用户的第l条路径的噪声,表示为:

其中, 和 表示每次遍历设定的角度码本的取值; 表示每次遍历设定的角度码本后的取值;

S23.结合预先设定的码本,将码字设定如下:结合设定的码字 遍历预先设定的码本,从yk,r(i)中挑选出投影功率最大的码字,表示为:

码字中的 和 为第k个用户的第i条路径中的信道导向矢量中的角度信息的估计值,利用得到的角度信息的估计值,重新弄构造信道的导向矢量S24.结合预先设定的码本,遍历角度码本,挑选得到角度信息的估计值,从而进行对第k个用户的第i条路径增益的估计,表示为:则信道复增益的估计值为:

8.根据权利要求7所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S3具体为:

结合角度信息估计值 通过信道导向矢量α(θ,φ)中的αv(θ)和αh(θ,φ)的形式构造出 导向矩阵 横向矢 量 和纵向 矢量 二者 做张量 积构造出信道导向矢量

9.根据权利要求8所述的FDD下行多用户大规模MIMO系统中的信道估计方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:根据重构的信道导向矢量 以及信道复增益估计值 重构信道矩阵从而恢复下行信道信息。