[发明专利]一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络有效
申请号: | 202110604783.4 | 申请日: | 2021-05-31 |
公开(公告)号: | CN113347123B | 公开(公告)日: | 2023-03-28 |
发明(设计)人: | 高镇;马西锁;廖安文;柯玛龙;梅逸堃 | 申请(专利权)人: | 北京理工大学 |
主分类号: | H04L25/02 | 分类号: | H04L25/02;H04B7/0413 |
代理公司: | 北京理工大学专利中心 11120 | 代理人: | 李爱英;付雷杰 |
地址: | 100081 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 模型 驱动 混合 mimo 系统 信道 估计 反馈 网络 | ||
1.一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络,其特征在于,所述信道估计与反馈网络包括:上行信道压缩网络、上行信道重构网络、下行信道重构网络、下行信道压缩网络、反馈压缩网络、反馈信道重构网络;
其中,所述上行信道压缩网络和上行信道重构网络组成上行信道估计模块,用于基站获取上行链路空间-频率域信道矩阵;
所述下行信道压缩网络和下行信道重构网络组成下行信道估计模块,用于用户获取下行链路空间-频率域信道矩阵;
所述下行信道压缩网络、反馈压缩网络和反馈信道重构网络组成下行信道反馈模块,用于基站获取下行链路空间-频率域反馈信道矩阵;
所述上行信道压缩网络和下行信道压缩网络为全连接网络CCN,用于满足上行合并器矩阵和下行预编码矩阵的恒模约束;
所述上行信道重构网络和下行信道重构网络均包括MMP-LAMP网络和冗余字典D,用于对接收的导频信号进行重构得到空间-频率域信道矩阵;
上行信道重构网络CRN对应的信道估计器,可训练参数为{BUL,θUL},对接收导频信号进行重构,得到信道空间-频率域信道矩阵;为了从低维度的导频信号YUL中准确地重构角度-频率域信道矩阵基于MMV-LAMP网络的CRN共有T层,输入接受的导频信号YUL,对应的第t层输出是估计的角度-频率域信道矩阵/此外,初始值/和V0分别被定义为0和YUL;对于第t层网络,训练参数BUL表示为BUL=Re{BUL}+j Im{BUL},其中Re(·)和Im(·)分别表示实部和虚部;最后,估计到的空间-频率域信道矩阵表示为/冗余字典D能够对抗空间-角度变换导致的功率泄漏问题,提升毫米波信道在角度域的稀疏特性;空间-频率域信道和角度-频率域信道的关系表示为Hsf=DHHaf,其中,冗余字典D包含G个列向量a(φg),1≤g≤G,sin(φg)=-1+2(g-1)/G表示第g个量化角度格点;上行信道接收的导频信号为/上行信道接收的导频信号为:对于/来说,第k个列向量/是一个稀疏列向量,且/具有公共稀疏支撑集,因此毫米波大规模MIMO信道估计问题看作为MMV稀疏矩阵恢复问题;利用结构化稀疏性的先验模型,将MMV-AMP算法迭代步骤进行展开,引入可训练参数,构建MMV-LAMP网络,以解决MMV稀疏矩阵恢复问题。
2.根据权利要求1所述的一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络,其特征在于,所述反馈压缩网络对所述导频信号进行延时域的维度压缩得到反馈导频信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络,其特征在于,所述反馈信道重构网络,用于对反馈导频信号进行重构,得到下行链路空间-频率域反馈信道矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络,其特征在于,所述反馈信道重构网络包括反馈重构子网络FRSN和信道重构网络CRN;
所述反馈重构子网络FRSN,用于对反馈导频信号进行重构为角度-频率域信道矩阵;
所述信道重构网络CRN,用于将重构出的角度-频率域信道矩阵再次重构为空间-频率域信道矩阵。
5.根据权利要求4所述的一种基于模型驱动的混合MIMO系统信道估计与反馈网络,其特征在于,所述反馈重构子网络FRSN包括MMV-LAMP网络和DFT矩阵;
其中,所述MMV-LAMP网络用于对反馈导频信号进行重构,得到延时域信道矩阵;
所述DFT矩阵用于将延时域信道矩阵转换得到频域信道矩阵。
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