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申请/专利权人：南京信息工程大学

摘要：本发明公开了一种超大规模MIMO通信信道估计方法，首先，建立超大规模MIMO通信系统模型，划分不同的天线子阵列；然后，对每个天线子阵列上的接收信号进行线性测量，构建中心模块和各子阵列对应的子模块，并基于压缩感知理论，对每个子模块上的参量进行初始化；接着，并联估计每个子模块的信道信息，中心模块合并各个子模块上的估计结果，得到整个系统的信道估计结果。本发明通信信道估计方法收敛速度快，复杂度较低，可以获得显著的信道估计性能，大幅降低了系统的硬件开销。

主权项：1.一种超大规模MIMO通信信道估计方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、建立超大规模MIMO通信系统模型，划分不同的天线子阵列；步骤S2、对每个天线子阵列上的接收信号进行线性测量，构建中心模块和各子阵列对应的子模块；对于第s个子阵列，接收信号表示为: ；其中，上标T表示矩阵转置，为子阵列s上的噪声矩阵；为子阵列s需要用到的导频池，是一个用于行选取的矩阵，表示矩阵，为导频序列的长度，为每个子阵服务的用户数，是离散傅里叶变换矩阵，，是第n个用户与第s个子阵列天线之间的信道响应；N为单天线在线设备数量，M为每个子阵所包含的天线数；令，，表示第s个子阵列第m个天线的接收向量，m=1,2,...,M，表示第s个子阵列信道响应经过离散傅里叶变换后的矩阵；步骤S3、基于压缩感知理论，对每个子模块上的参量进行初始化；输入子阵列观测值，基于压缩感知理论对每个子模块s的参量进行初始化，所述参量包括信道响应的先验期望和先验方差，使用如下公式初始化当前迭代： ；其中，t为迭代次数，下标A代表模块A，上标pri代表先验值，代表方差，代表期望函数，为A模块中矩阵的先验期望，为A模块中第s个子阵列第m个天线的先验方差，为第s个子阵列信道矩阵对角线上第个元素的绝对值平方；步骤S4、并联估计每个子模块的信道信息；使用模块A对向量进行后验估计，并传递外部期望和外部方差，使用模块B对信号做后验估计，估计每个子模块的信道信息，包括如下子步骤：S4.1、计算的后验期望和方差： ； ；其中，代表方差函数，上标post代表后验值，表示A模块中向量的先验期望；S4.2、估计的后验期望及相应的后验方差： ； ；其中，表示A模块中第s个子阵列第m个天线的信道响应，表示离散傅里叶变换矩阵的共轭转置，表示的第n个元素的后验方差；S4.3、计算的外部期望和外部方差： ； ； ；其中，上标ext代表外部值；、、分别表示A模块中第s个子阵列第m个天线的先验方差、后验方差和外部方差；表示B模块中第s个子阵列第m个天线的先验方差，表示B模块中第s个子阵列第m个天线的信道响应先验期望；S4.4、对N个在线天线设备进行联合信道估计，计算的后验期望和后验方差： ； ；其中，、分别表示B模块中第s个子阵列第n个用户的信道响应先验期望和后验期望，表示B模块中第s个子阵列第n个用户的信道响应后验方差；S4.5、估计M根基站天线相应的外部信息，方法如下： ； ； ； ； ；其中，、、分别表示B模块中的先验期望、后验期望和外部期望，表示A模块中的先验期望；并联估计每个子模块的外部信息，得到M根基站天线上的后验信息与的外部信息，方法如下：当时，执行步骤S4.1至S4.3，得到的后验期望和后验方差、在A模块上的后验期望和后验方差、在A模块的外部期望和外部方差、以及其在B模块的先验期望和先验方差；当时，得到在B模块上的后验期望和后验方差，执行步骤S4.4至S4.5，计算得到在B模块的后验期望和后验方差，以及外部期望和外部方差，最终将传递至A模块，得到下一轮迭代的和；最后得到所有用户n的，构成；步骤S5、中心模块合并各个子模块上的估计结果，得到系统的信道估计结果，用于超大规模MIMO通信系统整体无线传输性能的评估。

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