[发明专利]基于毫米波MIMO系统的多普勒频偏估计方法及装置

摘要

本发明实施例提供了一种基于毫米波MIMO系统的多普勒频偏估计方法及装置，方法包括：根据毫米波MIMO系统中的接收端接收到的信号，构建针对多普勒频偏的最大似然估计模型；根据所述最大似然估计模型，确定所述多普勒频偏的求解表达式；根据所述求解表达式对所述多普勒频偏进行估计。相比于现有技术，应用本发明实施例，可以对毫米波MIMO系统的多普勒频偏进行估计。

主权项

1.一种基于毫米波MIMO系统的多普勒频偏估计方法，其特征在于，包括：根据信噪比SINR，确定波束成形权重向量；根据毫米波MIMO系统中的接收端接收到的信号y(n)以及所述波束成形权重向量，构建针对f_d、θ、β_p的代价函数，其中，f_d为移动接收端相对于发射端产生的多普勒频偏，θ为移动接收端相对于发射端的位置角度，β_p为移动接收端的衰落损耗；根据所述代价函数以及所述波束成形权重向量，构建针对多普勒频偏的最大似然估计模型；根据所述最大似然估计模型，确定所述多普勒频偏的求解表达式；其中，在构建的针对多普勒频偏的最大似然估计模型为的情况下，令则(f_d,θ)中的数学公式转换为第一表达式G(n)₁为：将α_T(θ)和α_R(θ)的表达式代入第一表达式G(n)₁中，则第一表达式G(n)₁可以转换为第二表达式G(n)₂为：其中，r_k(n)为的结果中不包括指数部分的部分；令则第二表达式G(n)₂可以转换为第三表达式G(n)₃为：将第三表达式G(n)₃展开，可以得到第四表达式G(n)₄：对第四表达式G(n)₄进行整理，可以得到G(n)的一般表达式如下：MIMO发射端及接收端两个相邻天线的距离为发射信号的二分之一波长，即以及因此利用对第四表达式G(n)₄进行简化，得到第五表达式G(n)₅为：因此，当时，G(n)的一般表达式为：对G(n)的一般表达式求其期望值可以得到以下表达式：令则E{G(n)}可以化简为如下形式：最后，将化简后的E{G(n)}的表达式代入到针对多普勒频偏的最大似然估计模型(f_d,θ)中并进行化简，确定出多普勒频偏的求解表达式：所确定出的多普勒频偏的求解表达式为：其中，E为期望函数，n表示发射端发射信号的符号，j为复数，a_R(θ)为接收端的方向向量，为a_R(θ)的共轭转置矩阵，R_in为干扰噪声相关矩阵，为R_in的逆矩阵，a_T(θ)为移动发射端的方向向量，为a_T(θ)的共轭转置矩阵，为第i个发射端的发射信号的共轭转置矩阵，r_{m+1‑γ(i‑1)}(n)为中不包括指数部分的部分，其中，m的取值范围为[0,n_R‑1+γ(n_T‑1)]，i的取值范围为[1,n_T]，k的取值为[1,n_R]，y(n)表示接收端接收到的信号，n_T为发射端的发射天线数，n_R为接收端的接收天线数，d_T为发射端天线各元素之间的距离，d_R为接收端天线各元素之间的距离，x(n)为发射端的发射信号的矩阵，x^H(n)为x(n)的共轭转置矩阵，λ为发射信号的波长；根据所述求解表达式对所述多普勒频偏进行估计。