The invention discloses a channel estimation and hybrid beamforming method applied to millimeter wave communication against the unsatisfactory phase shifter, which is characterized by: 1. downlink channel estimation using discrete Fourier transform DFT interpolation Jacobson algorithm method, greatly reducing training overhead and computational complexity; 2. downlink hybrid precoding design based on downlink channel estimation information; The anti-phase shifter is not ideal; 3. The accuracy of channel estimation algorithm is further improved by compromising performance and training overhead. For millimeter wave hybrid beam forming, the method can solve the problem of loss of precoding performance caused by phase shift error and gain error of phase shifter at very low training cost and computational complexity, thereby greatly improving the user's accessible data rate.
【技术实现步骤摘要】
一种对抗相移器不理想性的信道估计和混合波束成形方法
本专利技术属于未来5G毫米波大规模天线阵列通信
,具体涉及对抗相移器不理想性的信道估计和混合波束成形的方法。
技术介绍
未来5G通信需要更大的带宽,更高的数据速率和频谱效率。毫米波频段拥有巨大的未授权频谱资源,被认为是5G通信中很有前景的选择;同时大规模天线阵列技术可以通过获得更高的天线增益来抵抗路损;另外,为了节省硬件成本和功率损耗,混合波束成型技术得到广泛关注。混合波束成形技术分为模拟域波束成形和数字域波束成形。模拟域波束成形多数情况通过相移器网络进行实现。但由于工艺水平限制,相移器的设置可能存在误差,比如相移误差或者增益误差,使得波束成形效果变差,用户可达速率降低。针对多用户情况,前人提出很多混合波束成形方法,其中包括:《电气和电子工程师协会无线通信学报》(2016年12月出版15卷11期7258–7271页)提出的通过压缩感知技术估计信道信息,并对于信道矩阵进行奇异值(SVD)分解获得预编码矩阵的方法;以及《电气和电子工程师协会通信选域期刊》(2017年6月出版35卷7期1576-1590页)文章提出的通过波束训练,来获得模拟域预编码矩阵的方法。但是这些方法均存在训练开销较大,计算复杂度较高的缺点,所以多是利用信道互易性,在上行完成复杂的信道估计或者波束训练过程,再以此设计下行波束成形。但是实际上,由于同相正交失衡等多种因素的存在,射频链在上下行是不满足互易性的,所以如果能够通过一种低复杂度,低训练开销的下行信道估计方法,进行下行混合波束成形的设计,同时解决由于相移器不完美带来的性能降低问题 ...
【技术保护点】
1.一种应用于毫米波通信的对抗相移器不理想性的信道估计和混合波束成形方法,其应用场景为:一个基站与K个用户同时进行下行通信;基站的天线有NBS根,射频链数为K,用户侧设备天线有NUE根,射频链数为一条;基站端具有K×1的原始信号s要向用户发送,混合预编码矩阵为:F=FRFFBB,其中FRF为NBS×K维模拟域预编码矩阵,FBB为K×K维数字域预编码矩阵;模拟域预编码矩阵由相移器网络构成,元素满足幅度限制,预编码矩阵各元素表示为
【技术特征摘要】
1.一种应用于毫米波通信的对抗相移器不理想性的信道估计和混合波束成形方法,其应用场景为:一个基站与K个用户同时进行下行通信;基站的天线有NBS根,射频链数为K,用户侧设备天线有NUE根,射频链数为一条;基站端具有K×1的原始信号s要向用户发送,混合预编码矩阵为:F=FRFFBB,其中FRF为NBS×K维模拟域预编码矩阵,FBB为K×K维数字域预编码矩阵;模拟域预编码矩阵由相移器网络构成,元素满足幅度限制,预编码矩阵各元素表示为相移器存在相移误差δ和增益误差α;其特征在于包括以下步骤:第一步、通过离散傅里叶变换DFT插值雅克布森算法进行下行离开角估计:基站端发送导频矩阵模拟域预编码矩阵为:其中,UK×K是K×K维DFT矩阵;第k个用户信道矩阵采用莱斯信道模型其中为直视径信道,为散射径信道;每个用户只用一根全向天线进行接收,则第k个用户接收到的信号为:在用户端,用DFT插值法进行下行信道直视径离开角估计:在yk中找出模值最大的并找到其两个临近值和利用雅克布森算法进行直视路径的离开角估计,估计...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文帝,尹华锐,陈晓辉,王卫东,
申请(专利权)人:中国科学技术大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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