一种信道估计方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种信道估计方法及装置，基于基站在N个波束上发射的正交导频序列，分别确定基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵；基于B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，并基于M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集；基于恒定支集和特定支集以及基站到当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定当前信道块的波束域估计矩阵，并将波束域估计矩阵按预设方式发送至基站。本申请考虑了频分双工大规模天线系统的下行信道信息的获取，实现了波束域信道估计，具有较低的实现复杂度，且极大地降低了反馈开销。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种信道估计方法及装置。
技术介绍
近十年来，移动用户对高速率无线数据业务(如实时流视频和音乐传输、多媒体广播、可视电话、在线互动游戏等)的需求不断提高，促使移动通信系统迅猛地发展。目前，各国已启动第五代移动通信系统研究计划，力争提供更高速率且更高质量的无线数据业务，并支持更多的无线终端。大规模天线技术被认为是第五代移动通信系统的物理层关键技术，因而其受到无线通信研究人员的广泛关注。大规模天线技术通过增加基站天线数来充分挖掘信道空间维度，该技术可以显著地提高频谱效率。为实现高频谱效率，无线通信系统需要获取瞬时信道信息。商用无线通信系统采用导频辅助的方式获取信道信息，这是因为该方式实现容易且性能鲁棒。对于大规模天线系统而言，若基站采用频分双工模式，系统需要发射下行导频序列，这可能导致难以承受的导频开销，即，目前，尚未有解决频分双工模式下大规模天线系统信道信息获取的有效方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种信道估计方法及装置，用于解决现有技术中的大规模天线系统，若基站采用频分双工模式，系统需要发射下行导频序列，这可能导致难以承受的导频开销，即，目前，尚未有解决频分双工模式下大规模天线系统信道信息获取的有效方法的问题，其技术方案如下：一种信道估计方法，所述方法包括：基于基站在N个波束上发射的正交导频序列，分别确定所述基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，其中，所述B个信道块包括当前信道块以及前B-1个信道块，所述最小二乘估计矩阵为M行N列的矩阵，M为用户天线数；基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，并基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，其中，所述恒定支集为N个波束中各个慢变波束对应的列序号的集合，所述特定支集为所述N个波束中各个快变波束对应的列序号的集合；通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵，并将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站。其中，所述分别确定基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，包括：分别获取在每个信道块上，基站发射的下行导频矩阵以及所述用户终端的接收信号矩阵；分别通过在每个信道块上，所述基站发射的下行导频矩阵、所述用户终端的接收信号矩阵以及用户侧特征模式矩阵计算所述基站到每个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得所述B个波束域最小二乘估计矩阵。其中，所述基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，包括：分别将所述各个波束域最小二乘估计矩阵中的每项取绝对值后再计算平方，得到所述B个波束域能量矩阵；分别将所述B个波束域能量矩阵中的每行求和，将每行的求和结果作为一个累积能量向量，获得所述M个累积能量向量。其中，基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，包括：基于每个累积能量向量确定恒定支集，并分别基于所述每个累积能量向量和对应的恒定支集确定特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集。其中，所述分别基于所述每个累积能量向量和对应的恒定支集确定特定支集，包括：分别确定与每个累积能量向量em对应的门限λm，将所述累积能量向量em中的各个元素与对应的门限λm比较，确定所述累积能量向量em中大于所述门限λm的元素的位置序号作为目标位置序号，将所述目标位置序号中不属于恒定支集的位置序号组成的序号集合确定为特定支集Sm，其中，m的取值为1,2…M。其中，所述分别确定与每个累积能量向量em对应的门限λm，包括：分别通过确定与每个累积能量向量em对应的门限；其中，λm为与累积能量向量em对应的门限，Lum为波束域能量矩阵第m行上期望的非零项波束个数,β为波束域能量矩阵中各非零项波束平均的期望值，σ2为噪声方差。其中，所述通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵，包括：对于所述当前信道块的波束域估计矩阵中每行的每列而言，如果列序号在对应的恒定支集中，则确定所述列序号对应的元素为滤波因子乘以所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵中对应行的对应列上的元素，如果所述列序号不在所述对应的恒定支集中，且在对应的特定支集中，则确定所述列序号对应的元素为所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵中对应行的对应列上的元素，如果所述列序号不在所述对应的恒定支集中，也不在所述对应的特定支集中，则确定所述列序号对应的元素为0。其中，所述将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站，包括：将整个所述波束域估计矩阵发送至所述基站，或者，将所述波束域估计矩阵中的非零元素的坐标集合发送至所述基站。一种信道估计装置，包括：第一确定模块、计算模块、第二确定模块、第三确定模块和发送模块；所述第一确定模块，用于基于基站在N个波束上发射的正交导频序列，分别确定基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，其中，所述B个信道块包括当前信道块以及前B-1个信道块，所述最小二乘估计矩阵为M行N列的矩阵，M为用户天线数；所述计算模块，用于基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量；所述第二确定模块，用于基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，其中，所述恒定支集为N个波束中各个慢变波束对应的列序号的集合，所述特定支集为所述N个波束中各个快变波束对应的列序号的集合；所述第三确定模块，用于通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵；所述发送模块，用于将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站。其中，所述第一确定模块包括获取子模块和计算子模块；所述获取子模块，用于分别获取在每个信道块上，基站发射的下行导频矩阵以及所述用户终端的接收信号矩阵；所述计算子模块，用于分别通过在每个信道块上，所述基站发射的下行导频矩阵、所述用户终端的接收信号矩阵以及用户侧特征模式矩阵计算所述基站到每个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得所述B个波束域最小二乘估计矩阵。其中，所述计算模块包括：第一计算子模块和第二计算子模块；所述第一计算子模块，用于分别将所述各个波束域最小二乘估计矩阵中的每项取绝对值后再计算平方，得到所述B个波束域能量矩阵；所述第二计算子模块，用于分别将所述B个波束域能量矩阵中的每行求和，将每行的求和结果作为一个累积能量向量，获得所述M个累积能量向量。其中，所述第二确定模块包括：第一确定子模块和第二确定子模快；所述第一确定子模块，用于基于每个累积能量向量确定恒定支集，获得所述M个恒定支集；所述第二确定子模块，用于分别基于所述每个累积能量向量和对应的恒定支集确定特定支集，获得所述M个特定支集。其中，所述第二确定子模块，具体用于分别确定与每个累积能量向量em对应的门限λm，将所述累积能量向量em中的各个元素与对应的门限λm比较，确定所述累积能量向量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信道估计方法，其特征在于，所述方法包括：基于基站在N个波束上发射的正交导频序列，分别确定所述基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，其中，所述B个信道块包括当前信道块以及前B‑1个信道块，所述最小二乘估计矩阵为M行N列的矩阵，M为用户天线数；基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，并基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，其中，所述恒定支集为N个波束中各个慢变波束对应的列序号的集合，所述特定支集为所述N个波束中各个快变波束对应的列序号的集合；通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵，并将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站。

【技术特征摘要】
1.一种信道估计方法，其特征在于，所述方法包括：基于基站在N个波束上发射的正交导频序列，分别确定所述基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，其中，所述B个信道块包括当前信道块以及前B-1个信道块，所述最小二乘估计矩阵为M行N列的矩阵，M为用户天线数；基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，并基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，其中，所述恒定支集为N个波束中各个慢变波束对应的列序号的集合，所述特定支集为所述N个波束中各个快变波束对应的列序号的集合；通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵，并将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站。2.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述分别确定基站到B个信道块中各个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得B个波束域最小二乘估计矩阵，包括：分别获取在每个信道块上，基站发射的下行导频矩阵以及所述用户终端的接收信号矩阵；分别通过在每个信道块上，所述基站发射的下行导频矩阵、所述用户终端的接收信号矩阵以及用户侧特征模式矩阵计算所述基站到每个信道块的波束域最小二乘估计矩阵，获得所述B个波束域最小二乘估计矩阵。3.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述基于所述B个波束域最小二乘估计矩阵计算累积能量向量，获得M个累积能量向量，包括：分别将所述各个波束域最小二乘估计矩阵中的每项取绝对值后再计算平方，得到所述B个波束域能量矩阵；分别将所述B个波束域能量矩阵中的每行求和，将每行的求和结果作为一个累积能量向量，获得所述M个累积能量向量。4.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，基于所述M个累积能量向量确定恒定支集和特定支集，获得M个恒定支集和M个特定支集，包括：基于每个累积能量向量确定恒定支集，并分别基于所述每个累积能量向量和对应的恒定支集确定特定支集，获得所述M个恒定支集和所述M个特定支集。5.根据权利要求4所述的信道估计方法，其特征在于，所述分别基于所述每个累积能量向量和对应的恒定支集确定特定支集，包括：分别确定与每个累积能量向量em对应的门限λm，将所述累积能量向量em中的各个元素与对应的门限λm比较，确定所述累积能量向量em中大于所述门限λm的元素的位置序号作为目标位置序号，将所述目标位置序号中不属于恒定支集的位置序号组成的序号集合确定为特定支集Sm，其中，m的取值为1,2…M。6.根据权利要求5所述的信道估计方法，其特征在于，所述分别确定与每个累积能量向量em对应的门限λm，包括：分别通过λm=σ2(1+σ2β)(ln(N-L‾mL‾m(β/σ2-1))+(B+1)ln(1+βσ2))]]>确定与每个累积能量向量em对应的门限；其中，λm为与累积能量向量em对应的门限，Lum为波束域能量矩阵第m行上期望的非零项波束个数,β为波束域能量矩阵中各非零项波束平均的期望值，σ2为噪声方差。7.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述通过所述M个恒定支集和M个特定支集以及所述基站到所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵，确定所述当前信道块的波束域估计矩阵，包括：对于所述当前信道块的波束域估计矩阵中每行的每列而言，如果列序号在对应的恒定支集中，则确定所述列序号对应的元素为滤波因子乘以所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵中对应行的对应列上的元素，如果所述列序号不在所述对应的恒定支集中，且在对应的特定支集中，则确定所述列序号对应的元素为所述当前信道块的波束域最小二乘估计矩阵中对应行的对应列上的元素，如果所述列序号不在所述对应的恒定支集中，也不在所述对应的特定支集中，则确定所述列序号对应的元素为0。8.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述将所述波束域估计矩阵按预设方式发送至所述基站，包括：将整个所述波束域估计矩阵发送至所述基站，或者，将所述波束域估计矩阵中的非零元素的坐标集合发送至所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊鑫，王晓东，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44