基于毫米波时变信道块稀疏和低秩的时变信道估计方法技术

本发明专利技术属于毫米波通信技术领域，具体涉及一种基于毫米波时变信道块稀疏和低秩特性的时变信道估计方法。本发明专利技术首先通过在传统测量矩阵中引入一定的置换矩阵，证明毫米波时变信道存在块稀疏特性，然后，将传统CP算法和毫米波时变信道模型进行对比，证明其低秩张量形式。在这个基础上，提出一种两步走算法，在第一阶段，利用传统块稀疏算法获得非零位置和个数，提取信道角度信息，在第二阶段，利用张量分解算法，提取信道多普勒和增益信息，然后整合获得毫米波MIMO时变信道。实验结果显示，本发明专利技术提出的算法，优于传统的压缩感知算法和张量分解算法，同时在某些条件下逼近理论下限。

A time-varying channel estimation method based on block sparsity and low rank of MMW time-varying channel

The invention belongs to the technical field of millimeter wave communication, in particular to a time-varying channel estimation method based on the characteristics of millimeter wave time-varying channel block sparsity and low rank. In the invention, firstly, a certain permutation matrix is introduced into the traditional measurement matrix to prove the block sparsity of millimeter wave time-varying channel. Then, the traditional CP algorithm is compared with the millimeter wave time-varying channel model to prove its low rank tensor form. On this basis, a two-step algorithm is proposed. In the first stage, the traditional block sparse algorithm is used to obtain the non-zero position and number, and the channel angle information is extracted. In the second stage, the tensor decomposition algorithm is used to extract the channel Doppler and gain information, and then the millimeter wave MIMO time-varying channel is integrated. The experimental results show that the algorithm proposed by the invention is superior to the traditional compression sensing algorithm and tensor decomposition algorithm, and approaches the theoretical lower limit under certain conditions.

【技术实现步骤摘要】
基于毫米波时变信道块稀疏和低秩的时变信道估计方法
本专利技术属于毫米波通信
，具体涉及一种基于毫米波时变信道块稀疏和低秩的时变信道估计方法。
技术介绍
随着未来超高清视频传输、智能车辆通信和虚拟现实技术的需求发展，全球移动通信系统容量会迎来巨大的需求。未来对于数据传输速率的需求可能是现有系统容量的1000倍。毫米波通信技术由于能够利用更大的通信带宽产生更大的传输速率，被作为满足未来高速率需求的未来无线网络关键技术。例如，IEEE最新的802/11ay标准中，60GHz通信技术已经可以提供高达20Gbps的传输速率。然而，毫米波频段的通信存在固有的缺点，即相对于低频段更高的路径损耗。幸运的是，大规模天线阵列可以被应用在毫米波通信系统中来补偿信号的衰减。但是，随着天线数目的增加，会导致导频开销的增加。为了研究毫米波massiveMIMO信道估计技术，现有大量的文献利用其稀疏性进行了有效的研究。但是，这些文献大部分是针对静态信道的估计问题，同时只单独利用了毫米波信道稀疏性和低秩性，因此迫切的需要提出一种毫米波时变信道估计算法提高效率和性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于毫米波时变信道块稀疏和低秩的时变信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、利用毫米波字典矩阵将信道转换到波束空间同时列向量化时刻t接收数据：/n

【技术特征摘要】
1.基于毫米波时变信道块稀疏和低秩的时变信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用毫米波字典矩阵将信道转换到波束空间同时列向量化时刻t接收数据：



其中为测量矩阵，NFR为基站BS端射频链路数目，N1为AOA字典矩阵格点数，N2为AOD字典矩阵格点数，f(t)为移动MS端发送信号，wH(t)＝(WRF(t)WBB(t))H，WRF(t)为射频端的预编码矩阵，WBB(t)为数字端整合矩阵，Hv(t)为格点化之后的虚拟波束空间矢量，AMS为AOA字典矩阵，ABS是AOD字典矩阵，N(t)是接收端噪声；
S2、MS端发送M个时刻的导频序列，同时在接收端将接收到的数据整合为向量，得到



h(t)为t时刻波束空间矢量，t＝1,2,…M，N为总的系统噪声；
S3、利用置换矩阵Π将列向量矩阵相同位置数据置换到一起，令信道AOAs/AODs在一个训练帧内保持不变，因此接收到的新的波束空间矢量体现出块稀疏性，将新的接收到的信号表示为



其中为新的测量矩阵，为新的波束空间矩阵；
S4、根据S3中接收到的信号，利用传统的BOMP算法稀疏恢复非零点位置，恢复角度信息和非零块个数；
S5、在获得角度信息后，接收端发送M2个相同的波束矢量fMS，同时接收端利用固定的整合矩阵w2接收，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，岳光荣，熊心宇，余代中，王志强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51