【技术实现步骤摘要】
上行信道的追踪方法和装置
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种上行信道的追踪方法和装置。
技术介绍
随着信息社会的高速发展，各种移动新业务需求持续增长，终端用户对无线移动通信的带宽和传输速率的要求也越来越高，第5代(the5thgeneration，5G)移动通信系统将得到快速发展。当前移动通信系统所使用的信号频段主要集中在6GHz以下，这些频段的信号具有良好的传播性能。但目前6GHz以下频段的频谱资源紧张，5G移动通信系统需要开拓新的频谱资源传输信号。毫米波频段的信号频谱资源丰富，既能缓减频谱资源的压力，也能够支持高数据速率的业务。但毫米波频段的信号的衰减特性受传播、大气以及介质的影响严重，路径损耗较大，且绕射能力弱。大规模多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术能够深度利用空间维度的无线资源，显著提高系统的频谱效率和功率效率，并且利用大规模天线阵列提供的较高波束赋形增益，弥补毫米波的传输损耗。因此，毫米波大规模MIMO技术在移动通信场景中的应用成为5G移动通信系统中的一个重要的研究方向。现有的毫米波大规模MIMO...
【技术保护点】
1.一种上行信道的追踪方法，其特征在于，包括：获取基站接收信号的初始水平角和初始俯仰角；根据所述初始水平角和所述初始俯仰角，计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值；根据当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值，依据长短期记忆LSTM单元的前向预测算法计算当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵；根据当前时间块的所述上行信道对应的各个用户设备UE的最佳波束的波束索引确定任意两个UE是否存在干扰，并在所述任意两个UE存在干扰时更新所述任意两个UE之中的第一UE在...
【技术特征摘要】
1.一种上行信道的追踪方法，其特征在于，包括：获取基站接收信号的初始水平角和初始俯仰角；根据所述初始水平角和所述初始俯仰角，计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值；根据当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值，依据长短期记忆LSTM单元的前向预测算法计算当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵；根据当前时间块的所述上行信道对应的各个用户设备UE的最佳波束的波束索引确定任意两个UE是否存在干扰，并在所述任意两个UE存在干扰时更新所述任意两个UE之中的第一UE在当前时间块的最佳波束域信道矩阵；所述第一UE为所述任意两个UE中的任一UE；根据当前时间块的所述各个UE的最佳波束域信道矩阵和更新后的所述第一UE在当前时间块的最佳波束域信道矩阵更新当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵。2.根据权利要求1所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述根据所述初始水平角和所述初始俯仰角，计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值包括：根据所述初始水平角和所述初始俯仰角，依据角度参数时变公式计算所述基站在当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的接收信号的水平角和俯仰角；根据所述水平角和所述俯仰角，依据预设阵列响应矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道对应的均匀矩形阵列的阵列响应矩阵；根据所述均匀矩形阵列的阵列响应矩阵，依据预设时变几何信道矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的时变几何信道矩阵；根据所述上行信道的时变几何信道矩阵和预设模拟预编码矩阵，依据预设波束域信道矩阵估计值公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值。3.根据权利要求2所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述根据所述水平角和所述俯仰角，依据预设阵列响应矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道对应的均匀矩形阵列的阵列响应矩阵包括：根据所述水平角，依据预设水平阵列响应矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述均匀矩形阵列的水平阵列响应矩阵；根据所述俯仰角，依据预设垂直阵列响应矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述均匀矩形阵列的垂直阵列响应矩阵；根据所述水平阵列响应矩阵和所述垂直阵列响应矩阵，依据所述预设阵列响应矩阵公式计算当前时间块和当前时间块之前预设个数个时间块的所述均匀矩形阵列的阵列响应矩阵。4.根据权利要求1所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述根据当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值，依据LSTM单元的前向预测算法计算当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵包括：根据当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和目标时间块的所述LSTM单元的输出值，依据所述LSTM单元的预设输出公式计算当前时间块的前一时间块的所述LSTM单元的输出值；所述目标时间块在所述当前之间块之前且与当前时间块之间有预设个数个时间块；根据当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和所述当前时间块的前一时间块的所述LSTM单元的输出值，依据所述LSTM单元的预设输出公式计算当前时间块的所述LSTM单元的输出值；将当前时间块的所述LSTM单元的输出值确定为当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵。5.根据权利要求1所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述根据当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值和当前时间块之前预设个数个时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵估计值，依据长短期记忆LSTM单元的前向预测算法计算当前时间块的所述上行信道的波束域信道矩阵之后，还包括：根据当前时间块的所述上行信道对应的各个UE的最佳波束的波束索引和所述各个UE对应的预设波束选择向量更新当前时间块的所述上行信道对应的所述各个UE的最佳波束域信道矩阵。6.根据权利要求1所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述根据当前时间块的所述上行信道对应的各个UE的最佳波束的波束索引确定任意两个UE是否存在干扰，并在所述任意两个UE存在干扰时更新所述任意两个UE之中的第一UE在当前时间块的最佳波束域信道矩阵包括：当所述任意两个UE的最佳波束的波束索引相同时，确定所述任意两个UE存在干扰；若所述任意两个UE存在干扰，则根据波束增益在预设波束范围内选取所述第一UE的新的最佳波束，以更新所述第一UE的最佳波束的波束索引；所述预设波束范围包括：所述上行信道对应的均匀矩形阵列中，以所述第一UE的原最佳波束对应的阵元为中心，以预设距离为边长的正方形范围内的，除所述第一UE的原最佳波束对应的阵元以外的阵元对应所述第一UE的波束；根据所述第一UE更新的最佳波束的波束索引更新所述第一UE的预设波束选择向量；根据所述第一UE更新后的所述预设波束选择向量更新所述第一UE在当前时间块的最佳波束域信道矩阵。7.根据权利要求2所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述角度参数时变公式为：θ(τ)＝θ(τ-1)+n(τ)；其中，θ(τ)为第τ个时间块的角度参数信息，θ(τ-1)为第τ-1个时间块的角度参数信息，n(τ)为零均值复高斯白噪声；所述角度参数为所述初始水平角或所述初始俯仰角；所述预设时变几何信道矩阵公式包括第一预设时变几何信道矩阵公式和第二预设时变几何信道矩阵公式；所述第一预设时变几何信道矩阵公式为：其中，1<k≤K，k和K为正整数，hk为所述上行信道对应的第k个UE的时变几何信道矩阵，ηk为所述第k个UE的信道复增益，为所述基站接收所述第k个UE的信号的水平角，φk为所述基站接收所述第k个UE的信号的俯仰角，为所述第k个UE的阵列响应矩阵；所述第二预设时变几何信道矩阵公式为：H＝[h1,…,hk,…hK]T；其中，H为所述上行信道的时变几何信道矩阵，h1为所述上行信道对应的第1个UE的时变几何信道矩阵，hK为所述上行信道对应的第K个UE的时变几何信道矩阵；所述预设模拟预编码矩阵为：其中，U为所述上行信道的预设模拟预编码矩阵，Nh为所述均匀矩形阵列每一行的阵元个数，Nv为所述均匀矩形阵列每一列的阵元个数；所述预设波束域信道矩阵估计值公式为：其中，为所述上行信道的波束域信道矩阵估计值，为所述上行信道对应的所述第1个UE的波束域信道矩阵估计值，为所述上行信道对应的所述第K个UE的波束域信道矩阵估计值。8.根据权利要求3所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述预设水平阵列响应矩阵公式为：其中，a(u)为所述均匀矩形阵列的水平阵列响应矩阵，d为所述均匀矩形阵列的水平方向上任意两个相邻的阵元之间的距离或垂直方向上任意两个相邻的阵元之间的距离，λc为所述基站接收的信号的波长，为所述基站接收信号的水平角，Nh为所述均匀矩形阵列每一行的阵元个数，-j为虚数；所述预设垂直阵列响应矩阵公式为：其中，a(v)为所述均匀矩形阵列的垂直阵列响应矩阵，φ为所述基站接收信号的俯仰角，Nv为所述均匀矩形阵列每一列的阵元个数；所述预设阵列响应矩阵公式为：为所述均匀矩形阵列的阵列响应矩阵。9.根据权利要求4所述的上行信道的追踪方法，其特征在于，所述预设输出公式为：hτ＝oτ*tanh(Cτ)；hτ为...
【专利技术属性】
技术研发人员：李培，冯毅，刘海艳，张天魁，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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