[发明专利]基于变分贝叶斯推断的信道估计方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是涉及一种基于变分贝叶斯推断的信道估计方法。本发明的方法利用了大规模MIMO信道的稀疏结构与其结构的相似性，创新性地构建了大规模MIMO信道的稀疏模型(分层先验模型)，引入概率事件来控制信道所在位置属于完全共有还是非完全共有，提出了基于变分贝叶斯推断的信道估计算法(简称Mixture_VBI)，同时与OMP、ASSP、Geniu‑LS等信道估计方法相比，本发明提高了信道估计的准确性，在一定条件下，可使得信道估计误差达到10‑3。

主权项

1.基于变分贝叶斯推断的信道估计方法，包括：发射端：每个基站配置了Nt个天线的大规模天线阵，基站利用Nt个天线发送训练序列，所述训练序列为基于压缩感知理论的非正交导频，即允许不同发射天线的导频占据完全相同的子载波；则对于发送信号，设一个OFDM符号中子载波的数目为N，导频子载波的数目为Np，导频子载波的集合ξ从{1,2,…N}中选取，对所有的发射天线都相同，第n个发射天线的导频序列用符号Pn表示，Nt个发射天线的导频由构成，服从[0,2π)的独立同分布均匀分布，导频子载波集合为I(i)从集合{1,2,…N}中以间隔等距选取，其中基站向用户广播导频信号将导频信号P转化为压缩感知测量矩阵，用符号Φ表示，有Φn＝diag(Pn)FL/ξ，其中，diag(Pn)表示把矢量Pn对角化；是一个DFT矩阵，FL/ξ表示取F的前L列，按照ξ在F中取Np行，接收端：向量设定用户有单个接收天线，接收信号为：y＝Φh+w其中，信道向量为加性高斯白噪声且有||h||2＝Nt*L；其特征在于，接收端对信道的估计方法包括以下步骤：S1、根据大规模MIMO系统相邻信道的稀疏性和稀疏结构的相似性，构建先验模型，具体为：由于相邻的发射天线具有相似的稀疏路径，利用各天线之间信道的稀疏结构的相似性，设定稀疏度为Ω，Nt根天线共享Ωc个稀疏度，称这Ωc个位置为完全共有位置；剩下Ω-Ωc个位置为非完全共有位置，各天线之间相互独立；采用hn表示第n根天线和用户接收天线之间的延迟域信道脉冲响应，其中n∈[1,Nt]；则构建h的概率分布模型为：其中hn,l代表的第l个位置的元素，zn,l决定天线上各位置为完全共有或非完全共有，并采用1[zn.l＝1]表示第n根天线第l个位置为完全共有位置，发生概率为hn,l所在位置是完全共有的，hn,l服从均值为0，方差为的复高斯分布，即同时αc服从Gamma分布，即

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