[发明专利]一种大规模MIMO系统中基站端导频辅助信道估计方法和系统有效

专利信息
申请号: 202110783911.6 申请日: 2021-07-12
公开(公告)号: CN113572709B 公开(公告)日: 2022-05-17
发明(设计)人: 彭薇;徐康;谢一梅;江涛 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: H04L25/02 分类号: H04L25/02;H04B7/0413
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 胡秋萍
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 大规模 mimo 系统 基站 端导频 辅助 信道 估计 方法
【权利要求书】:

1.一种大规模MIMO系统中基站端导频辅助信道估计方法,其特征在于,移动端任一天线A向基站端任一天线B发送OFDM信号,所述OFDM信号同时包含OFDM导频和OFDM数据,基站端接收到OFDM信号后,对天线A和B之间的信道采用以下方法进行信道状态估计:

准备阶段:

移动端天线A在t时刻向基站端天线B发送OFDM导频信号st;基站端根据接收到导频信号估计当前信道在t时刻上各频点的信道状态信息Ht;重复n次传递,得到当前信道的信道状态信息矩阵H=[H1,H2,…,Hn];

对于每个Ht,根据导频图案确定导频位置,保留Ht导频位置处的CSI,在Ht导频位置外其余频点处填零,得到作为样本,将Ht作为该样本的标签,t=1,2,…,n,从而得到包含n个用于训练模型的样本的训练集,所述导频图案是由在OFDM导频信号上均匀间隔的频点上选定对应导频数量的子载波构成;

构建卷积残差网络模型;

训练阶段:采用训练集进行卷积残差网络模型训练,使模型通过不断迭代训练学习当前信道的频域相关性特征;

应用阶段:将接收到的OFDM信号输入至训练好的模型,输出当前信道的信道状态信息;

所述根据接收到导频信号估计当前信道在t时刻上各频点的信道状态信息

其中,表示导频信号的第i个子载波上的导频信号,st(i)表示导频信号st的第i个子载波上的导频信号,m表示子载波个数;

所述卷积残差网络模型由9层Conv2D层串联构成,第三层的输入与第五层的输出直接相连,第六层的输入和第八层的输出直接相连,除最后一层外其余均加入ReLu激活函数。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,训练阶段的损失函数如下:

其中,H(t,f)表示在时刻t频点f处的实际的CSI,表示在时刻t频点f处的估计的CSI,ω表示需要通过训练来优化的网络参数,T表示时刻数量,F表示频点数量。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在训练的过程中通过梯度下降结合Adam优化算法对网络模型中的参数进行调整更新,使其达到最优,优化的目标即为使损失函数最小。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,移动端发送的OFDM信号sn+1=[sd(1),sd(2),sp(3),…,sp(m-2),sd(m-1),sd(m)]T,基站端接收到的信号为,其中,下标d表示该位置发送的是数据信号,下标p表示该位置发送的是导频信号,所述应用阶段包括:

根据导频图案确定导频位置;

根据接收到信号对导频位置处进行信道估计,得到导频位置处的CSI,将除导频位置外的其余频点的CSI设置为零得到

将输入到训练好的模型中进行信道估计,模型输出为所有频点上的CSI。

5.一种大规模MIMO系统中基站端导频辅助信道估计系统,其特征在于,包括:计算机可读存储介质和处理器;

所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令;

所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令,执行权利要求1至4任一项所述的大规模MIMO系统中基站端导频辅助信道估计方法。

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