去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114665930A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210261339.1(22)申请日2022.03.16(71)申请人南京邮电大学地址210046江苏省南京市文苑路9号(72)发明人杨龙祥姚文熙(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师陈月菊(51)Int.Cl.H04B7/0413(2017.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法(57)摘要本发明公开了一种去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，包括：建立去蜂窝大规模MIMO的系统模型；对上行链路训练，所有用户同步地向所有AP发送自己的导频序列，每个AP在每一个相干间隔中估计一次信道；分析下行链路数据传输阶段，定义有效信道增益；根据相干间隔期间接收的数据的渐近性质，对下行信道有效信道增益进行推导；对下行链路信道盲估计进行总结。本发明可以使用更少的资源去估计去蜂窝大规模MIMO的下行链路有效增益。CN114665930ACN114665930A权利要求书1/3页1.一种去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，其特征在于，所述估计方法包括以下步骤：S1，建立去蜂窝大规模MIMO的系统模型；该去蜂窝大规模MIMO的系统模型中包含M个AP和K个用户，所有AP和用户都配有一根单天线，随机分布在一个大的区域内；所有用户都通过回程网络连接到中央处理器；所有M个AP同时为同一资源中的所有K个用户服务，上行和下行链路传输都通过TDD操作进行；S2，对上行链路训练，所有用户同步地向所有AP发送自己的导频序列，每个AP在每一个相干间隔中估计一次信道；第m个AP对其和第k个用户之间的信道系数gmk执行线性MMSE估计如下：式中，m＝1，2，....，M，k′＝1，2，...，K，k＝1，2，...，K，k≠k′；表示第k个用户发送的导频序列，τu，p是第m个AP接收到的由K个导频的线性叠加的向量的行数；是上行链路导频符号的归一化发射信噪比；Wup，m是加性噪声，且是独立同分布的随机变量；是已知的导频序列；βmk代表信道系数gmk的大尺度衰落系数；S3，分析下行链路数据传输阶段，定义有效信道增益；S4，根据相干间隔期间接收的数据的渐近性质，对下行信道有效信道增益进行推导；S5，对下行链路信道盲估计进行总结。2.根据权利要求1所述的去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，其特征在于，步骤S1中，令gmk表示第m个AP和第k个用户之间的信道系数，考虑Rayleigh不相关衰落信道模型，则：其中βmk代表大尺度衰落系数，hmk代表小尺度衰落系数，且hmk是i.i.d.CN(0，1)RVs。3.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，其特征在于，步骤S2中，对上行链路训练，所有用户同步地向所有AP发送自己的导频序列，每个AP在每一个相干间隔中估计一次信道的过程包括以下步骤：信道估计误差为和是不相关的，估计和估计误差是联合高斯分布的，在统计上是独立的；令γmk表示信道估计的均方，则：4.根据权利要求3所述的去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，其特征在于，步骤S3中，分析下行链路数据传输阶段，定义有效信道增益的过程包括以下步骤：2CN114665930A权利要求书2/3页在下行链路数据传输阶段，AP使用信道估计来定义预编码器，对于共轭波束形成，预编码器由信道估计的共轭组成；由第m个AP发送到所有用户的数据信号是：2其中qk是第k个用户的数据符号，E{|qk|}＝1，均值和单位方差都为零且不相关；ρd表示与数据符号相关的归一化发射SNR，ηmk表示功率控制系数；数据信号满足每个AP的以下平均功率约束：功率约束改写为：第k个用户接收有所有AP发送的信号的线性组合为：其中表示有效信道增益；wd，k表示接收器处的噪声。5.根据权利要求4所述的去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路盲信道估计方法，其特征在于，步骤S4中，根据相干间隔期间接收的数据的渐近性质，对下行信道有效信道增益进行推导的过程包括以下步骤：计算第k个用户在每个相干区间内接收到的样本平均功率：其中，rd，k(n)是第k个用户处接收到的第n个样本，τd是在下行链路传输中所花费的每个相干间隔的符号数，利用大数定律，得到τd→∞，当K和τd较大时，将δk表示如下：根据接收到的样本来估计有效信道增益的振幅：如果平方根的参数是正的，令估计值|akk|等于E{|akk|}；当M较大时，akk的实部高概率大于akk的虚部，将akk的相位设为零；|akk|的估计为真akk的估计：akk＝