宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置，该方法获取用户终端发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号，基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵。利用宽带毫米波大规模多天线波束信道的稀疏特性，采用压缩感知算法进行信道估计，算法复杂度低，且能有效估计出波束信道信息，解决大规模宽带毫米波大规模多天线系统中的信道估计准确性低和精度差问题。确性低和精度差问题。确性低和精度差问题。

【技术实现步骤摘要】
宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置


[0001]本专利技术涉及大规模多天线
，尤其涉及一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置。

技术介绍

[0002]毫米波大规模MIMO技术中波束信道估计是提高系统速率最基本的前提，针对毫米波大规模MIMO系统信道估计问题，现有技术的一种方法是利用训练序列信息与波束空间正交基进行波达角粗略估计，再将波束空间的正交基部分元素提出出来与新的接收信号进行精细化信道估计，其中精细化估计步骤利用计算矩阵协方差及旋转空间方法，增加了算法复杂度，以算法复杂度换取估计精度；随着基站天线数量的增加，其训练序列开销将线性增加，其信道估计算法复杂度也随之增大，且只适用窄带毫米波通信系统。现有技术的另一种方法主要利用分离型混合波束成形架构，利用不同空间发送的训练序列，多次进行信道探测完成主径估计，最后在接收端选择响应最强的一对子空间区域，并将此信息反馈给发射端，最后联合估计出主径的离开角与到达角，此方法主要在发射端与接收端均需要布置多个子天线阵列，实施困难较大。此外，现有技术的另一种方法利用了空频双宽带的二维角度-时间域的稀疏特性，采用低复杂度的二维快速傅里叶变换及二分搜索估计出每个用户的入射径的角度与时延信息，但此方法需要将提取出的入射径角度与多径时延信息进行“软分组”调度，使不同用户数的入射径在时间与空间上不重合且存在一定的保护间隔，其“软分组”调度算法的好坏决定了信道估计精度。由此可见，目前大多数数波束信道估计方法仅仅适用于窄带毫米波系统，且算法复杂度较高，未能有效解决宽带毫米波大规模MIMO信道估计问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术实施例提供一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，包括：获取用户终端发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号；
[0005]基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵。
[0006]可选地，获取用户终端发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号，基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵。
[0007]可选地，所述广义逆处理，按照如下公式计算：
[0008][0009]其中，y为基站接收到的观测信号，为y的广义逆矩阵，y
T
为y的转置矩阵，(yy
T
)-1
为yy
T
的逆矩阵。
[0010]可选地，所述基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵，按照如下公式计算：
[0011]y＝Fh+n，
[0012]其中，y为基站接收到的观测信号，F为用户发送至基站的正交导频信号，h为信道矩阵，n为服从方差为σ的高斯白噪声。
[0013]可选地，所述基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵，包括：
[0014]确定与残差的相关系数的绝对值，基于所述与残差的相关系数的绝对值，确定信道矩阵。
[0015]可选地，所述基于所述与残差的相关系数的绝对值，按照如下公式计算：
[0016][0017]其中，为与残差的相关系数，D(r)为r的方差，为的方差，k为稀疏度。
[0018]可选地，所述基于所述与残差的相关系数的绝对值，确定信道矩阵，按照如下公式计算：
[0019][0020]其中，从与残差的相关系数的绝对值中选择最大的2k个值，并记录这2k个值对应的矩阵列序号j，记作集合J0，I
Itex
为迭代次数，k为稀疏度，为信道矩阵，I
Itex
为索引集，I
Itex
＝I
Itex-1
∪J0，为原子集，δ为噪声的门限值。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定装置，包括：
[0022]获取模块，用于获取用户发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号；
[0023]信道矩阵确定模块，用于基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵。
[0024]第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
[0025]第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
[0026]本专利技术实施例提供的一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法和装置，该方法基于用户终端发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号，根据压缩感知算法确定信道矩阵，利用宽带毫米波大规模多天线波束信道的稀疏特性，采用压缩感知算法进行信道估计，算法复杂度低，且能有效估计出波束信道信息，解决大规模宽带毫米波大规模多天线系统中的信道估计准确性低和精度差问题。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本专利技术实施例提供的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法的流程示意图；
[0029]图2为宽带毫米波大规模多天线系统的结构示意图；
[0030]图3是本专利技术一实施例提供的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法的执行流程的流程示意图；
[0031]图4是本专利技术另一实施例提供的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法的执行流程的流程示意图；
[0032]图5是本专利技术又一实施例提供的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法装置的结构示意图；
[0033]图6是不同的信道确定方法的仿真结果示意图；
[0034]图7是本专利技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]目前毫米波大规模MIMO系统波束信道估计主要存在三大问题：一是采用高复杂度算法换取估计精度；二是采用其他方式进行资源调度，降低信道估计算法复杂度；三是现有信道估计方法大多数局限于窄带毫米波系统。
[0037]对此，本专利技术实施例提供了一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法。图1为本专利技术实施例提供的宽带毫米波大规模多天线系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，其特征在于，包括：获取用户终端发送至基站的正交导频信号和基站接收到的观测信号；基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵。2.根据权利要求1所述的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，其特征在于，所述基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵之前，还包括：对基站接收到的观测信号进行预处理；其中，所述预处理为对基站接收到的观测信号进行广义逆处理。3.根据权利要求2所述的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，其特征在于，所述广义逆处理，按照如下公式计算：其中，y为基站接收到的观测信号，为y的广义逆矩阵，y
T
为y的转置矩阵，(yy
T
)-1
为yy
T
的逆矩阵。4.根据权利要求1或2所述的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，其特征在于，所述基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵，按照如下公式计算：y＝Fh+n，其中，y为基站接收到的观测信号，F为用户发送至基站的正交导频信号，h为信道矩阵，n为服从方差为σ的高斯白噪声。5.根据权利要求3所述的宽带毫米波大规模多天线系统信道确定方法，其特征在于，所述基于所述正交导频信号和所述观测信号，根据压缩感知算法，确定信道矩阵，包括：确定与残差的相关系数的绝对值，基于所述与残差的相关系数的绝对值，确定信道矩阵。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玥，辛晃，黎炜，唐虎，牟海望，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：