[发明专利]一种空间非平稳信道估计方法和装置

权利要求书

1.一种空间非平稳信道估计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

利用块匹配追踪算法挑选残差矢量能量不小于噪声能量的支撑块；

根据挑选的所述支撑块映射出对应的总原子支撑集，从所述总原子支撑集中移除能量小于筛选阈值的抽头；

利用VSStAMP算法，对经阈值筛选后的总支撑集进行细分选择从而获得最终支撑集；

根据最终支撑集得到估计信道冲激响应；

对经阈值筛选后的总支撑集进行细分选择从而获得最终支撑集的方法包括如下步骤：

设置初始支撑集，初始稀疏度，迭代初始步长以及初始残差；

以初始稀疏度和迭代初始步长之和进行原子的更新和裁剪，得到本次迭代所选的原子集合；

计算获得本次迭代所选的原子集合的残差，并比较本次迭代残差矢量能量和上次迭代残差矢量能量之间大小：

若残差矢量能量大于上一次迭代残差矢量能量时，则增大步长，并设置总原子支撑集和残差均为上一次迭代数据，并进一步判断：

当残差距离观测向量距离小于预设距离阈值时，以第一预设调整步长增大所述步长；

当残差距离观测向量距离不小于预设距离阈值时，以比所述预设调整步长较大的第二预设调整步长来增大所述步长；

若残差矢量能量小于等于上一次迭代时，不改变步长，并更新总原子支撑集和残差为本次迭代数据；

若残差矢量能量小于预设迭代停止阈值时，迭代停止，获得最终的总原子支撑集。

2.根据权利要求1所述的空间非平稳信道估计方法，其特征在于，利用块匹配追踪算法挑选残差矢量能量不小于噪声能量的支撑块的方法包括如下步骤：

根据测量矩阵和迭代残差向量计算获得所述测量矩阵所对应的相关值，并通过步长选取各步长中相关值最大的原子位置形成初步块支撑集；

将块索引集与初步块支撑集合并，得到本次迭代的原子候选集；

再次以所述步长在经最小二乘法处理后的所述原子候选集中选择相关值最大的原子，构建本次迭代所选的原子集合；

根据本次迭代所选的原子集合计算得到原子集合信道冲激响应，并根据所述原子集合信道冲击响应计算得到残差矢量能量；

判断所述残差矢量能量是否小于噪声能量：

如果小于，则迭代结束，并得到最终的块索引集；

如果不小于，则进一步判断所述残差是否大于上一次迭代的残差：

若是，则不改变块索引集和残差，并将步长自增一；

若否，则更新块索引集和残差，进入下一次迭代计算。

3.根据权利要求2所述的空间非平稳信道估计方法，其特征在于，所述残差矢量能量小于噪声能量的条件为残差矢量能量小于信噪比下观测向量能量的一定值，条件表示如下：

其中，r_F代表原子集合F所得到的残差向量，ρ代表信噪比，y代表结构化后的观测向量。

4.根据权利要求3所述的空间非平稳信道估计方法，其特征在于，块匹配追踪算法所得到的块索引集Ω_block和其对应的总原子支撑集的关系如下：

其中，索引块Ω_block(i)表示如下：

Ω_block(i)∈{1,2,…,L},1≤i≤card(Ω_block)

M表示天线的数量，card(·)函数代表(·)的集合元素个数，L表示信道长度。

5.根据权利要求1所述的空间非平稳信道估计方法，其特征在于，所述筛选阈值的确定方法为：

计算块索引集中的每一个索引块中每个原子与结构化观测向量的内积大小；

根据所述内积大小计算获得阈值索引集和阈值向量；

根据获得的阈值索引集和阈值向量，计算得到索引块下设置的筛选阈值。