The invention belongs to the field of wireless communication technology, in particular to a low frequency auxiliary channel estimation method for a high and low frequency hybrid networking system. Based on the spatial correlation between the millimeter wave channel and the microwave channel, the invention proposes an algorithm for assisting the millimeter wave channel estimation by utilizing the low frequency sub_6GHz spatial information. Firstly, the sub_6GHz microwave channel model and the millimeter wave channel model are established, and the reasons for the spatial correlation between high and low frequency systems and the availability of low frequency spatial information are explained. Then the frequency correlation channel is established, and the dictionary matrix between transmitter and receiver is redesigned to select the best channel direction. Finally, the low-frequency information is used to retrain the precoding and synthesis codebook, which reduces the complexity of the algorithm, estimates the channel more accurately and reduces the normalization error.
【技术实现步骤摘要】
高低频混合组网系统的低频辅助信道估计方法
本专利技术属于无线通信
,涉及毫米波通信(millimeter-Wave(mmWave)communication),混合波束赋形,自适应信道估计,带外空间信息,多输入多输出技术(MultipleInputMultipleOutput,MIMO),具体的说是涉及高低频混合组网系统的低频辅助信道估计方法。
技术介绍
现有毫米波系统中信道估计方案的主要思想是根据码本结构自适应地搜索每层码本,从而确定使接收信号达到最大的预编码矩阵与合成矩阵的索引值。由于码本与AoA(AngleofArrive,到达角)和AoD(AngleofDeparture,离开角)互相对应,因此可根据波束赋形矢量的索引确定AoA/AoD,从而完成信道估计。但是,由于毫米波通信链路与大规模天线阵列结合,混合波束赋形与基于分层码本的自适应信道估计会给带来很大开销。信道估计方案是在整个[0,2π]范围内,通过发送波束对来搜索使信道增益达到最大的AoA/AoD,这也增大了系统开销。另一方面,当信噪比较低时,基站通过发送波束对在整个[0,2π]范围内寻找用户,此时当实际通信距离较大且信噪比低等原因,基站发射的波束将无法覆盖到移动用户,从而造成用户无法接入。在这种情况下,采用一般的自适应信道估计算法的性能较差,会导致系统的预编码增益偏低。为了在低信噪比情况下提高信道估计的准确性,并实现波束赋形的有效覆盖从而获得高信道增益,本专利技术提出一种高低频混合组网系统的低频辅助信道估计法。
技术实现思路
本专利技术是为了辅助毫米波频段做信道估计,利用毫米波信道与微波信 ...
【技术保护点】
1.高低频混合组网系统的低频辅助信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立Sub‑6GHz微波段信道模型与毫米波信道模型,在Saleh‑Valenzuela模型下,假设毫米波传播环境中有Lm个散射径,则毫米波信道矩阵Hm表示为:
【技术特征摘要】
1.高低频混合组网系统的低频辅助信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立Sub-6GHz微波段信道模型与毫米波信道模型,在Saleh-Valenzuela模型下,假设毫米波传播环境中有Lm个散射径,则毫米波信道矩阵Hm表示为:上式中,ρm表示毫米波段的平均路径损耗,表示第lm条路径的复增益,路径幅度服从瑞利分布,即其中,表示平均功率增益,与分别表示第lm条路径的离开角与到达角,均在[0,2π]中取值,与分别表示发送端与接收端的天线阵列响应矢量,收发天线均采用均匀线性阵列ULA;同样地,在Saleh-Valenzuela模型下,假设Sub-6GHz传播环境中有Ls个散射径,且Ls>Lm,则Sub-6GHz信道矩阵Hs表示为:上式中,ρs表示Sub-6GHz系统的平均路径损耗,表示第ls条路径的复增益,路径幅度服从瑞利分布,即其中,表示平均功率增益,与分别表示第ls条路径的离开角与到达角,均在[0,2π]中取值,与分别表示发送端与接收端的天线阵列响应矢量,收发天线均采用均匀线性阵列ULA;因此,将毫米波混合MIMO系统用户端的接收信号表示为:在上式中,FT、WT、s、n分别表示毫米波数模混合MIMO系统的预编码矩阵、对应接收端的合成矩阵、发射符号矢量和高斯白噪声;S2、根据频率相关性信道建模算法建立频率相关性信道,并根据Sub-6GHz空间信息设计毫米波信道发送端与接收端的字典矩阵,初步选择性能最好的毫米波信道方向;S3、使用带外信息辅助的毫米波数模混合MIMO系统的信道估计算法,利用低频信息重新训练预编码与合成码本。2.根据权利要求1所述的高低频混合组网系统的低频辅助信道估计方法,其特征在于,步骤S2中所述根据频率相关性信道建模算法建立频率相关性信道的具体方法为:S21、生成独立径:针对毫米波信道与Sub-6GHz信道,分别产生在[0,2π]内服从均匀分布的AoA与AoD,且两个信道的径是独立生成的;S22、替换径操作:使用毫米波信道中的...
【专利技术属性】
技术研发人员:孔鑫鑫,张忠培,仵姣,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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