[发明专利]一种基于三维波束图案的三维信道估计方法

权利要求书

1.一种基于三维波束图案的三维信道估计方法，适用于MIMO通信系统，所述MIMO通信系统包括多个天线单元；其特征在于，所述三维信道估计方法包括以下步骤：

步骤S1，获取每个所述天线单元的空间位置，并根据所述空间位置建立天线矩阵；

步骤S2，对所述天线矩阵中的每个所述天线单元产生天线极化；

步骤S3，将产生天线极化后的天线单元进行处理以得到一三维波束图案；

步骤S4，根据所述三维波束图案计算得到一信道脉冲响应；

步骤S5，根据所述信道脉冲响应结合一相关函数处理得到所述MIMO通信系统的信道系数；

所述步骤S3中的所述三维波束图案包括幅度和天线相位；

所述步骤S4中根据三维波束图案分别通过以下公式计算得到所述幅度和所述天线相位：

其中，α用于表示幅度；

β用于表示天线相位；

用于表示垂直和水平域极化中天线元件的功率角度扩展；

用于表示所述天线单元的方位角；

θ用于表示所述天线单元的仰角；

d^UE用于两个所述天线单元之间的距离；

用于表示天线接收元素；

用于表示所述天线单元中的接收单元的波矢量，其与载波频率的波长λ之间的关系为：

入射波等于(sinθsinθcosθ)，它们分别是发射单元和接收单元的天线响应中的波传播方向，ω是具有天线单元的波束重量。

2.如权利要求1所述的基于三维波束图案的三维信道估计方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括获取每个所述天线单元的空间位置，并将所述空间位置结合一接收天线偏振算法建立天线矩阵。

3.如权利要求2所述的基于三维波束图案的三维信道估计方法，其特征在于，所述天线矩阵为接收矩阵；

根据所述接收天线偏振算法计算得到所有所述接收单元的接收阵列；

三维笛卡尔坐标系ρ_m'n'具有点Y_mn的球坐标，该点表述为：

Y_m,n＝(x_m′n′,y_m′n′,z_m′n′)；

其中，

z_m'n'＝ρ_m'n'cosθ_EAoA；

其中，AAoA用于表示入射方位角度；

EAoA用于表示仰角入射角度。

4.如权利要求1所述的基于三维波束图案的三维信道估计方法，其特征在于，所述步骤S3中的所述三维波束图案为每个天线单元在所述天线单元的发射单元的增益值坐标轴的横轴和纵轴上形成的组合图案。

5.如权利要求1所述的基于三维波束图案的三维信道估计方法，其特征在于，所述步骤S5中的所述相关函数包括空间域相关函数，时域和频域相关函数。

6.如权利要求5所述的基于三维波束图案的三维信道估计方法，其特征在于，所述空间域相关函数为以下公式：

其中，(θ)_v用于表示所述三维波束图案中接收方向；

||v||用于表示所述三维波束图案中水平域的用户速度；

用于表示接收空间相关性；

AOA用于表示到达角度；

d^UE用于两个所述天线单元之间的距离；

用于表示天线接收元素；

用于表示所述天线单元中的接收单元的波矢量，其与载波频率的波长λ之间的关系为：

入射波等于(sinθsinθcosθ)，它们分别是发射单元和接收单元的天线响应中的波传播方向，ω是具有天线单元的波束重量。