[发明专利]一种毫米波稀疏信道的主径估计方法及装置

摘要

本发明公开了一种毫米波稀疏信道的主径估计方法及装置，方法在发射端和接收端均布置多个天线子阵列，采用分离型混合波束成形架构，通过多次信道探测完成主径的估计。在每次信道探测过程中，发射端的子阵列沿着不同方向从不同的空间子区域发射训练序列，接收端的子阵列也分别从不同的空间子区域接收数据，据此估计射频等效信道响应矩阵，每次发射和接收选择不同的波束成形矢量和波束组合矢量就会有不同的响应。等效信道的各个元素反映了空间信道在各个空间子区域的散射情况，接收端进行分析计算，选出响应最强的一对空间子区域，并将此信息反馈给发射端，作为进一步筛选空间范围的依据，最后联合估计出主径的离开角和到达角。

主权项

1.一种毫米波稀疏信道的主径估计方法，其特征在于，在发射端和接收端均采用分离型混合波束成形架构，通过多次信道探测完成主径的估计，发射端配置N个子阵列，每个子阵列有P根发射天线，接收端配置M个子阵列，每个子阵列有Q根接收天线；在每次信道探测过程中，发射端的子阵列沿着不同方向从不同的空间子区域发射训练序列，接收端的子阵列也分别从不同的空间子区域接收数据，据此估计射频等效信道响应矩阵，每次发射和接收选择不同的波束成形矢量和波束组合矢量就会有不同的响应；等效信道的各个元素反映了空间信道在各个空间子区域的散射情况，接收端选出响应最强的一对空间子区域，并将此信息反馈给发射端，作为进一步筛选空间范围的依据，最后联合估计出主径的离开角和到达角；具体为：步骤1：令探测的总次数为τ，探测计数器的探测次数为t；令t＝1，设置发射端初始探测空间范围为Ω^t，接收端初始探测空间范围为Φ^t；步骤2：发射端将第t次的探测空间范围Ω^t＝(ω^a,ω^b)平均分成N个子区域其中，和分别表示第n个子区域中角度取值的上下界，且满足取作为各子区域的代表方向；发射端的N个子阵列分别从这N个方向进行信道探测，其中，第n个发射子阵列把作为波束成形矢量向空间发射训练序列，λ表示信号波长，d_t表示同一发射子阵列内天线之间的距离；步骤3：接收端将第t次的探测空间范围Φ^t＝(φ^a,φ^b)平均分成M个子区域其中，和分别表示第m个子区域中角度取值的上下界，且满足φ₁^a＝φ^a,取作为各子区域的代表方向；接收端的M个子阵列分别从这M个方向进行信道探测，其中，第m个接收子阵列把作为波束组合矢量从空间接收信号，d_r表示同一接收子阵列内天线之间的距离；步骤4：接收端根据接收到的数据估计出M×N维的射频等效信道响应矩阵H，从N个发射子区域和M个接收子区域中选出一对响应最强的子区域(m^*,n^*)，满足并将发射子区域索引号n^*通过上行链路反馈给发射端；步骤5：判断已探测次数t是否达到最大次数τ；如果未达到，则更新探测次数t＝t+1，发射端根据反馈信息设置当前探测的空间范围为接收端设置当前探测的空间范围为返回至步骤2开始新一轮探测；如果已经达到最大次数，估计主径对应的离开角为到达角为