[发明专利]用于大规模MIMO系统的相位噪声补偿抑制方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是涉及一种用于大规模MIMO系统的相位噪声补偿抑制方法。本发明的方法主要包括：假定相位噪声为零的情况下，对各天线上的接收信号进行最大比合并，得到数据符号的初始值；采用变分贝叶斯算法根据获得的初始值进行迭代，在已知接收信号ri的条件下数据符号的估计值将收敛于一个稳定的值。本发明的有益效果为，能够实现大规模MIMO系统中高阶调制方式下的数据符号的判决，且判决方法避免了传统变分贝叶斯推断算法当中高维矩阵求逆的运算，将其转化为了对角阵求逆的运算，既降低系统的复杂度，又提高了系统的性能。

主权项

用于大规模MIMO系统的相位噪声补偿抑制方法，考虑OFDM系统的相位噪声模型，发射端有1根天线，接收端有M根天线，且每根天线上存在着独立同分布的相位噪声，对于第i根接收天线，其接收信号为：ri＝diag(FHHid)(1+jVxi)+ni,i＝1,2,…,M其中，ri∈CN×1是第i根天线上的时域接收信号，N是一个OFDM符号中子载波的个数，F∈CN×N是归一化的FFT矩阵，Hi∈CN×N是对角阵，其对角元素为[hi1,hi2,…,hiL]T的N点非归一化FFT，d∈CN×1是频域的发送数据序列，设是接收端第i根天线的相位噪声矩阵，由于相噪值很小，可以得到近似关系ejθ≈1+jθ，对于θi＝[θi1,θi2,…,θiN]T∈RN×1，θi，i＝1,2,…,M为独立同分布的实高斯分布的相位噪声矢量，可进行线性变换θi＝Vxi，V是正交矩阵，它的每一列是Λ对应列的特征值的单位特征向量，Λ＝diag{[λ1,λ2,…,λN]T}是以相位噪声的协方差矩阵Φ的从大到小的顺序排列的特征值为对角元素的对角矩阵，xi～N(0,Λ)，ni∈CN×1是复高斯白噪声序列；所述相位噪声补偿方法包括以下步骤：S1、假定相位噪声为零的情况下，对各天线上的接收信号进行最大比合并，得到数据符号的初始值S2、采用变分贝叶斯算法根据获得的初始值进行迭代，具体为：S21、计算xi的后验分布的均值和方差Sxi=σ2[σ2Λ-1+2diag(VHdiag(FHHimd)Hdiag(FHHimd)V)]-1]]>mxi=2σ-2SxiIm[VHdiag(FHHimd)H(ri-FHHimd)]]]>S22、把xi后验分布的均值作为估计值，进行相位噪声补偿，再以最大比合并的方式进行数据符号的判决：d^=argmind||Σi=1MHi*FP^i*ri-(Σi=1MHi*Hi)d||2]]>并把作为下一次迭代时用到的md；S23、循环步骤S21—S22，在已知接收信号ri的条件下数据符号的估计值将收敛于一个稳定的值。