[发明专利]一种60GHz室内场景下MIMO系统信道估计方法及装置

说明书

本发明提供的一种60GHz室内场景下MIMO系统信道估计方法及装置，涉及通信领域，其中，所述方法包括，获取每个用户设备的各第一信道估计值；对所述各第一信道估计值做二维离散傅里叶变换，获取空间模式点集；根据所述空间模式点集，对所有用户设备进行分组，对同一组用户使用相同导频，获取每组中每个用户设备的第二信道估计值，以实现对60GHz室内场景下MIMO系统的信道估计，本发明提供的一种60GHz室内场景下MIMO系统信道估计方法，以二维离散傅里叶变换作为正交基的空间基展开模型来参数化用户设备信道，降低了未知信道参数的维度、减少了训练和反馈开销、减轻了导频污染。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种60GHz室内场景下MIMO系统信道估计方法及装置。

背景技术

为了适应传输数据量的飞速增长，第四代移动通信(Fourth Generation，4G)系统采用了许多技术来提高数据的传输速率，例如载波聚合、多输入多输出天线系统(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)等。但是随着更高质量的通信需求，4G系统已然不能提供指数增长的数据量，因此新的频谱接入和空口设计是第五代移动通信(FifthGeneration，5G)中将要考虑的关键技术。

毫米波频段(30GHz-300GHz)可以提供大于1GHz以上的带宽(60GHz可以提供5-7GHz带宽)，比现有的移动通信的带宽大上百倍，因此毫米波频段成为了5G系统的候选频段。由于60GH频段相对于低频来说有一些传播限制，例如：高路径损耗、氧气和水蒸气对频段的吸收损耗达到峰值、反射损耗严重、传播距离短等限制。因此，对于60GHz来说主要的传播路径为直射路径(Line-of-sight,LOS)和一阶反射路径，可以用于室内和短距离通信。由于60GHz的波长为5mm，因此基站端可以在很小的区域内放置成百上千根天线，这种技术叫做大规模多输入多输出天线技术(Massive MIMO)。

大规模多天线阵列系统被认为是未来5G最具潜力的传输技术。在大规模天线阵列系统中，基站天线数及端口数将大幅度提升，甚至可支持配置上百根天线和上千根天线端口的大规模天线，并通过空分多址(Space Division Multiple Access,SDMA)、多用户MIMO(Multiuser MIMIO,MU-MIMO)等技术支持更多用户设备的空间复用传输，数倍提升系统频谱效率。大规模天线还可用于高频段，通过自适应波束赋形补偿较高的路径损耗。理论上，大规模MIMO系统能够消除用户设备间干扰、显著提升系统的能量效率和频谱效率、增加链路的可靠性和鲁棒性以及简化信号处理复杂度。

众所周知，系统的性能依赖于信道状态信息(Channel State Information,CSI)的准确度，因此，大规模多天线系统的性能依赖于在基站(Base Station,BS)端信道状态信息的精确获取。根据传统正交训练导频机制，最优训练序列的数量和发送天线的个数成正比。因此，在大规模MIMO系统中下行所需正交导频个数将急剧增加。由于信道的相干时间有限，发送很长的导频序列将会缩短数据的传输时间，因此传统的时分双工(Time DivisionDuplexing,TDD)模式下是根据信道互易性利用上行信道的估计值来得到下行信道状态信息。但是，在TDD系统中，由于上下行射频电路之间的校准误差的影响，使得信道不完全互易，导致下行信道估计的精度下降，影响系统的性能。在频分双工(Frequency DivisionDuplexing,FDD)模式下根据用户设备进行信道估计之后反馈给基站端的方法进行信道估计，由于系统正交导频数量有限，因此非正交导频的应用变得不可避免，就带来了导频污染的问题。为了减小下行训练和反馈开销，现有的信道估计方式或者利用了信道的统计特性或者采取了闭环的训练结构。然而，信道估计存在导频污染并且开销依然很大，有待进一步优化。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提出了解决上述技术问题的一种60GHz室内场景下MIMO系统信道估计方法及装置，以解决现有技术60GHz室内场景下MIMO系统上行信道估计中存在的导频污染和下行信道估计存在正交导频资源开销巨大的问题。