[发明专利]一种空间非平稳信道估计方法和装置

说明书

本发明公开了一种空间非平稳信道估计方法和装置，属于无线通信技术中的信道估计技术领域，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；利用改进的变步长自适应匹配追踪算法，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。本发明通过对于索引块的初筛和设置能量筛选阈值过滤块内元素，并且通过改进的变步长自适应匹配追踪算法细化原子选择，提高了对于空间非平稳信道下的估计精度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术中的信道估计技术领域，尤其涉及一种空间非平稳信道估计方法和装置。

背景技术

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统，通过在基站上部署大量天线，可以获得更高的通信容量和频谱效率。因此，大规模MIMO被认为是下一代无线系统的关键技术。

为了充分利用大规模MIMO系统的空间自由度，在波束形成和功率分配中，发送端信道状态信息(Channel State Information at Transmitter，CSIT)的获取尤为重要。传统的(Frequency Division Duplex，FDD)信道估计方式是在基站发送导频数据，接收端用户利用最小二乘(Least Squares，LS)法估计出下行链路的信道状态信息(Channel StateInformation，CSI)，但这种方式需要消耗大量的导频资源，尤其当基站天线数庞大时，这种方式不太现实。

在最近的研究中，信道稀疏性成为了大规模MIMO系统中重要的特征，基于压缩感知的方法可以利用接收到的少量观测值恢复出信道冲激响应(Channel ImpulseResponse，CIR)，这大大减少了导频开销。

在很多文献中利用了信道的空间和时间上的联合稀疏性进行估计，提高了估计的精确度，但当天线阵列尺寸较大时，由于某些簇仅对天线阵列的一部分可见，天线之间的延迟域信道稀疏结构互不相同，信道显示出空间非平稳性，这使得天线之间不再具有完全的共享稀疏特性。因为某些块中的元素可以为零元素，而平稳性信道估计方法会将块中的元素都恢复为非零，从而影响空间非平稳信道下的估计精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种空间非平稳信道估计方法和装置，通过对于索引块的初筛和设置能量筛选阈值过滤块内元素，并且通过改进的变步长自适应匹配追踪算法细化原子选择，提高了对于空间非平稳信道下的估计精度。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种空间非平稳信道估计方法，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；

利用改进的变步长自适应匹配追踪算法，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。

进一步的，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；