[发明专利]基于IQ失衡毫米波通信系统的多径信道增益估计方法

说明书

本发明公开了一种基于IQ失衡毫米波通信系统的多径信道增益估计方法，S1、采用数模混合架构构建毫米波MIMO系统，包括发射端和存在IQ失衡的接收端，信道为稀疏多径信道；S2、对毫米波MIMO系统建模获得接收端接收信号的IQ失衡模型，并进行向量化变形，得S3、提出估计稀疏多径信道增益的优化目标，具体为：s.t.‖h_a‖₀＝L；S4、运用正交匹配追踪算法求解所述优化目标，得到估计结果。本发明具有在基带处理模块解决射频失真问题，以降低射频链路中的功耗和负担的有益效果。

技术领域

本发明涉及无线通信信道估计领域。更具体地说，本发明涉及一种基于IQ失衡毫米波通信系统的多径信道增益估计方法。

背景技术

毫米波通信技术将被广泛的应用于5G通信系统中，并承担着重要的角色。由于毫米波通信系统的信道多发生为稀疏信道，数模混合的信号处理架构是有利的解决途径之一。数模混合架构由模拟端的波束成形器和数字端的MIMO数字处理器所构成，这种数模混合的架构能有效减少射频链路的数量。在射频链路中，主要的组成器件包括混频器、低通滤波器、放大器和数模/模数转换器。由于I路和Q路本地振荡的幅度和相位失衡以及放大器的电阻和电容偏差，信号会出现IQ失衡的现象，且在射频收发机中不可避免。

在毫米波MIMO通信系统中，信道状态信息对于设计波束成形和基带信号处理都至关重要。因为毫米波MIMO通信系统的信道多为稀疏多径信道，所以一般的信道估计算法多基于压缩感知技术，其中主要包括基于码本设计的信道估计算法和匹配追踪算法。传统的基于压缩感知技术的匹配追踪算法并未考虑对IQ失衡的信号的校正，基带的信号处理会受到影响，其中包括信道估计。如何提出在IQ失衡的毫米波MIMO系统中的多径信道增益估计方法，在基带处理模块解决射频失真问题，以降低射频链路中的功耗和负担，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于IQ失衡毫米波通信系统的多径信道增益估计方法，在基带处理模块解决射频失真问题，以降低射频链路中的功耗和负担。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种活基于IQ失衡毫米波通信系统的多径信道增益估计方法，S1、采用数模混合架构构建毫米波MIMO系统，其中，毫米波MIMO系统包括发射端和存在IQ失衡的接收端，信道为稀疏多径信道；

S2、对毫米波MIMO系统建模获得接收端接收信号的IQ失衡模型，并进行向量化变形，得其中，x_p为导频信号，W_BB为接收端基带信号处理矩阵，W_RF为接收端波束成形矩阵，F_BB为发送端基带信号处理矩阵，F_RF为发送端波束成形矩阵，K_MS为接收端IQ失衡的系数，A_R为接收端角度响应矩阵，A_T为发送端角度响应矩阵，H_a为幅度响应矩阵，n为高斯白噪声，(·)*为共轭矩阵；(·)H为共轭转置矩阵；(·)T为转置矩阵；

另则可得

S3、基于简化的提出估计稀疏多径信道增益的优化目标，具体为：s.t.‖h_a‖₀＝L，其中，h_a为稀疏多径信道增益向量化形式，L为稀疏多径信道的数量；

S4、运用正交匹配追踪算法求解所述优化目标，得到估计结果。

优选的是，IQ失衡模型为：

其中，s为发送信号，H为信道矩阵，H＝A_RH_aA_T。

优选的是，