大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法技术方案

本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体涉及一种大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法。本发明专利技术将传统的BLMMSE拓展到采用任意阈值进行1比特量化的场景。同时分析了信道估计的均方差，以此为目标函数来优化量化阈值。对于量化阈值的设计方法，从理论上分析了以接收信号相关性来进行分组的可行性，进而提出了一种有效的分组量化方法。实验表明，本发明专利技术通过优化的非零量化阈值，使得本发明专利技术提出的方法具有明显的性能优势，在实际中可以用更短的训练导频序列而获得同等性能。

Quantization design and channel estimation for large scale MIMO Systems

【技术实现步骤摘要】
大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法。
技术介绍
大规模多输入输出系统(massiveMIMO)是第五代(5G)和Beyond5G移动通信物理层的关键技术，通过利用多天线提供的空间分集，可以有效抑制小区内的多用户干扰，在同一个时频资源块服务多个用户，大幅度的提升系统的容量和传输速率。另一方面，随着基站天线数量的增多，基站的硬件成本和功耗也会随之大幅度的增加，为了降低系统的功耗和成本，可以考虑在基站使用低比特甚至1比特的模数转换芯片(ADC)，由于ADC的功耗随着量化精度的提高而呈指数增加，因此降低ADC的量化比特数可以有效降低系统的成本和功耗。传统BLMMSE信道估计是基于量化阈值为零的条件下进行的，优点是计算复杂度低，缺点是零量化阈值的设定对于具有相关性的采样信号而言并不是最优的，这样会导致估计性能的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于将传统基于1比特量化的BLMMSE(Bussgang线性最小均方差)信道估计方法拓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法，系统中基站配置天线数为M，需要服务的用户数为K，且满足M＞＞K，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在基站使用1比特ADC来量化接收信号，即每根天线使用一对1比特模数转换芯片，分别量化接收信号的实部和虚部，将量化接收信号

【技术特征摘要】
1.大规模多输入多输出系统的量化设计与信道估计方法，系统中基站配置天线数为M，需要服务的用户数为K，且满足M＞＞K，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在基站使用1比特ADC来量化接收信号，即每根天线使用一对1比特模数转换芯片，分别量化接收信号的实部和虚部，将量化接收信号表示为：



其中，接收信号ρ表示导频发射能量，表示M行K列的复数信道矩阵，表示L行K列的正交复数导频序列且满足XHX＝LIK，IK为K行K列的单位矩阵，表示M行L列的加性复高斯噪声，T表示1比特量化器的阈值，表示对Z的每个元素进行映射，映射过程为：



其中与分别表示z的实部与虚部，函数sgn(·)的定义为：



S2、将接收信号转化为实数形式：



其中，












进而将接收信号转化为向量形式：
y＝Ah+w
其中，和表示Kronecker乘积，vec(·)是指将矩阵转换成列向量形式，则1比特量化信号表示为：
b＝sgn(y-τ)
其中阈值τ是长度为2ML的实数列向量；
S3、根据信号是否充分相关来对进行分组，由于每根天线的实向量接收信号的长度为2L，则第m根天线的实向量接收信号的第l个元素表示为的方差表示为同理的方差表示为且与的协方差表示为定义任意两个接收信号的相关性如下：



基于协方差矩阵，获得一系列相关系数{ρlp}，通过以下步骤获得集合
S31、定义和考虑下一个接收信号，如果|ρ1i|>η，从中将挑选出来，同时让η是一个判断是否充分相关的门限值；
S32、再考虑下一个接收信号，如果|ρji...

【专利技术属性】
技术研发人员：方俊，万千，段惠萍，李鸿彬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51