[发明专利]一种基于三维波束图案的三维信道估计方法

说明书

本发明提供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，MIMO通信系统包括多个天线单元；其中，三维信道估计方法包括以下步骤：步骤S1，获取每个天线单元的空间位置，并根据空间位置建立天线矩阵；步骤S2，对天线矩阵中的每个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三维波束图案；步骤S4，根据三维波束图案计算得到信道脉冲响应；步骤S5，根据信道脉冲响应结合相关函数处理得到MIMO通信系统的信道系数。本发明的有益效果在于通过建立天线阵列和极化天线以及结合相关函数实现二维信道估计转化为三维信道估计，从而快速实现衰落信道的估计，进而提高接收三维信道的数据速率和准确性。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于三维波束图案的三维信道估计方法。

背景技术

随着波束图案的发展和大规模MIMO天线系统的快速发展，相应的数据规模逐渐增长接收数据量越来越大，有限信道容量与接收准确信号需求之间的矛盾日益突出，给当前系统中接收空间相关性带来了很大困难，因此信道估计在OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing-即正交频分复用技术)起着非常重要的作用，由此可见如何提高信道估计的准确性越发重要。

然而现有技术中信道估计的第三维仅基于一个使用了二维或者非常近方位方向的水平角，因此上述技术方案不能显著提高在三维空间的信道估计的准确性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在通过建立天线阵列和极化天线以及结合相关函数实现二维信道估计转化为三维信道估计，从而快速实现衰落信道的估计，并提高系统效率与容量，进而提高接收三维信道的数据速率和准确性的基于三维波束图案的三维信道估计方法。

具体技术方案如下：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，MIMO通信系统包括多个天线单元；其中，三维信道估计方法包括以下步骤：

步骤S1，获取每个天线单元的空间位置，并根据空间位置建立天线矩阵；

步骤S2，对天线矩阵中的每个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三维波束图案；

步骤S4，根据三维波束图案计算得到信道脉冲响应；

步骤S5，根据信道脉冲响应结合相关函数处理得到MIMO通信系统的信道系数。

优选的，基于三维波束图案的三维信道估计方法，其中，步骤S1具体包括获取每个天线单元的空间位置，并将空间位置结合接收天线偏振算法建立天线矩阵。

优选的，基于三维波束图案的三维信道估计方法，其中，天线矩阵为接收矩阵；

根据接收天线偏振算法计算得到所有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，

其中，AAoA用于表示入射方位角度；

EAoA用于表示仰角入射角度。

优选的，基于三维波束图案的三维信道估计方法，其中，步骤S3中的三维波束图案为每个天线单元在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。