一種聯合稀疏信道估計方法、裝置及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種聯合稀疏信道估計方法、裝置及系統，其包括：建立聯合稀疏重建模型，將所有待估計的信道合并為一個聯合稀疏向量，利用所述聯合稀疏重建模型，求解所述聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置，求解每個信道的非零元素的取值。采用本發明，能提高信道估計精度、降低導頻開銷。
【專利說明】一種聯合稀疏信道估計方法、裝置及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信系統，尤其涉及一種聯合稀疏信道估計方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]無線通信技術的快速發展和智能手機的迅速普及，帶來了對無線數據傳輸需求的爆炸性增長。在國際電聯(International Telecommunication Union, ITU)面向第四代(4th Generation,4G)移動通信標準候選方案的征集中，明確要求上行和下行峰值數據速率達到IG bps ;為此，第三代移動通信標準化伙伴項目(3rd Generation PartnershipProject, 3GPP)組織積極開展了長期演進(Long Term Evolution, LTE)及 LTE-Advanced 技術研究，并在版本(Release) 11中，支持下行的8X8和上行4X4的多天線系統，由此可以預見，未來還將對規模更大的多天線系統提供進一步的支持。
[0003]多天線無線通信系統的基本特征是，在基站配置一定數量的天線，在基站覆蓋范圍內的手機用戶由于受限于手機尺寸只配置單根天線；從基站到手機進行多輸入單輸出(Mult1-1nput Single-Output, MIS0)的下行傳輸，從手機到基站進行單輸入多輸出(Single-1nput Mult1-Output，SIM0)的上行傳輸。為進行下行波束成形，基站需獲取下行信道信息，目前主要有兩種方式。第一種方式是基站發送導頻，手機利用接收到的導頻進行信道估計，獲取下行信道信息，并將其反饋到基站，這種方式通常用于頻分雙工(Frequency-duplex Division, FDD)系統；第二種方式是手機發送導頻,基站利用接收到的導頻進行信道估計，獲取上行信道信息，由于在時分雙工(Time-duplex Division, TDD)系統中，上行信道和下行信道具有互易性，因此基站也獲取了下行信道信息，這種方式通常用于TDD系統。不論是FDD系統還是TDD系統，LTE及LTE-Advanced通常在下行傳輸時采用正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術，在上行傳輸時米用米用單載波頻分多址(Single-carrier Frequency-division Multiple Access,SC-FDMA)技術。
[0004]最近的研究表明，無線信道的信道沖擊響應(Channel Impulse Response, CIR)序列通常呈現大多數為零、而僅少數非零的稀疏性，其中非零元素的個數為無線信道的多徑的數目。因此，可充分利用壓縮感知(Compressed Sensing,CS)技術,采用稀疏信道估計代替現有的最小二乘(Least Squares, LS)和最小均方誤差(Mean Square Errors,MMSE)信道估計，降低導頻開銷，緩解多天線系統導頻資源不足的狀況。另外，在多天線系統中，同時發送自基站不同天線的信號到達手機的時間(Time of Arrival,ToA)近似相同，發送自手機的信號到達基站不同天線的ToA近似相同，即不同基站天線所對應的不同信道的CIR序列的非零元素的位置可認為是相同的，而非零元素的值不同。因此，可充分利用非零元素位置相同這一信息，進行多個信道的聯合稀疏信道估計，獲取信道信息。
[0005]在現有技術中，接收機通常利用接收到的導頻和發送導頻對每個信道實施單獨的信道估計，并且已有相關技術利用信道的稀疏性進行單獨的稀疏信道估計，卻尚未有技術利用多個信道非零元位置相同這一信息對實施多個信道聯合稀疏信道估計，因此，現有技術的導頻開銷仍然較大。

【發明內容】

[0006]本發明為多天線無線通信系統提供一種高效的信道估計方法和裝置，它可對多個信道進行聯合稀疏信道估計，提高信道估計精度，降低導頻開銷。
[0007]本發明提供了一種聯合稀疏信道估計方法，其包括以下步驟:
[0008]S1:建立聯合稀疏重建模型,將多個信道合并為一聯合稀疏向量；
[0009]S2:利用所述聯合稀疏重建模型，獲取所述聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置；
[0010]S3:獲取每一所述信道的非零元素的取值。
[0011]優選地，在所述步驟S2中，還包括以下步驟:
[0012]S21:初始化殘差為所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集并設置循環次數為0，其中，歸一化是指使所述列的所有元素的模的平方和為一的運算；
[0013]S22:判斷所述殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于所述信道長度，若兩個都是，執行S23 ;否則，執行S24 ；
[0014]S23:更新所述殘差和所述選集，循環次數加I ;
[0015]S24:依次輸出所述選集中的所有元素，作為所述聯合稀疏向量的所述所有非零元素塊的位置。
[0016]優選地,在所述步驟SI中，所述聯合稀疏重建模型表示為z = Bw+n,其中，定義z為所述模型的M個信道的聯合觀測值，η為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向量，B為其聯合觀測矩陣。
[0017]優選地，所述聯合稀疏向量w為:W=其中，wf表示列向量
w 的第 I 個元素塊，I = 1,2, , L0 W1 定義為:Wl= [h(1)(l)，h(2)(l)，…，hw)(l)]，I =1，2，...，L，L表示信道長度，M表示基站的天線數目，h(i)表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，i = 1，2，...，M，h(i)⑴表示h(i)的第I個元素。
[0018]本發明還提供了一種聯合稀疏信道估計裝置，包括:
[0019]建立模型單兀，用于將多個信道合并為一聯合稀疏向量；
[0020]聯合稀疏向量計算單元，用于求解所述聯合稀疏重建模型的聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置；
[0021]信息獲取單元，用于求解每一所述信道的非零元素的取值。
[0022]優選地,所述聯合稀疏向量計算單元還包括:
[0023]初始化模塊，用于初始化殘差為聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集，設置循環次數為O ;
[0024]判斷模塊，用于判斷該殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于信道長度，若兩個都是，執行更新模塊；否則，執行輸出模塊；
[0025]更新模塊，用于更新殘差和選集，循環次數加I ;
[0026]輸出模塊，用于依次輸出選集中的所有元素，作為聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置。[0027]優選地，所述聯合稀疏重建模型表示為z = Bw+n，其中，定義ζ為所述模型的M個信道的聯合觀測值，η為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向量，B為其聯合觀測矩陣。
[0028]優選地,所述聯合稀疏向量w為:W =U^]77，其中，表示列向量
W 的第 I 個元素塊，I = 1,2,...,Lo W1 定義為 W1 = [h(1)(l)，h(2)(l)，...，hw(l)]，l = 1，2,...,1,1表示信道長度，M表示基站的天線數目，h(i)表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，i = 1，2，...，M，h(i)(l)表示h(i)的第I個元素。
[0029]本發明還提供了一種聯合稀疏信道估計系統，其包括:在所述系統的上行傳輸或者下行傳輸中，設置所述聯合稀疏信道估計裝置。
[0030]優選地，所述上行傳輸包括:手機端的數據依次經過星座點映射、快速傅立葉變換、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達基站以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡、快速傅立葉反變換和星座點解映射后，提取出發送數據。
[0031]優選地，所述下行傳輸包括:基站端的數據依次經過星座點映射、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達手機以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡和星座點解映射后，提取出發送數據。
[0032]本發明具有如下有益效果:
[0033]一 )采用本發明對多個信道進行聯合稀疏信道估計，相比于現有的對每個信道實施單獨稀疏信道估計，兩者使用相同的導頻數目，前者能更加準確的估計CIR序列非零元素的位置，提高信道估計精度；
[0034]二)采用本發明對多個信道進行聯合稀疏信道估計，相比于現有的對每個信道實施單獨稀疏信道估計，兩者要達到相同的信道估計精度，前者使用導頻數目更少，降低了導頻開銷。
[0035]三)采用本發明對多個信道進行聯合稀疏信道估計，基站天線數目越多，多天線系統規模越大，信道估計精度越高，節省的導頻開銷越可觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是本發明一種聯合稀疏信道估計方法的流程圖；
[0038]圖2是本發明圖1中S2的流程圖；
[0039]圖3是本發明一種聯合稀疏信道估計裝置的結構示意圖；
[0040]圖4是本發明實施例一采用的SMO多天線系統傳輸示意圖；
[0041]圖5是本發明實施例一的SC-FDMA系統框圖；
[0042]圖6是本發明實施例一與現有技術每個信道單獨稀疏信道估計的均方誤差性能對比；[0043]圖7是本發明實施例二采用的MISO多天線系統傳輸示意圖；
[0044]圖8是本發明實施例二的OFDM系統框圖；
[0045]圖9是本發明實施例二與現有技術中每個信道單獨稀疏信道估計的均方誤差性能對比。
【具體實施方式】
[0046]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0047]圖1是本發明一種聯合稀疏信道估計方法的流程圖，其包括以下步驟:
[0048]S1:建立聯合稀疏重建模型,將多個信道合并為一聯合稀疏向量；
[0049]S2:利用所述聯合稀疏重建模型，獲取所述聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置；
[0050]S3:獲取每一所述信道的非零元素的取值。
[0051]圖2是本發明圖1中S2的流程圖，其包括以下步驟:
[0052]S21:初始化殘差為所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集并設置循環次數為0，其中，歸一化是指使所述列的所有元素的模的平方和為一的運算；
[0053]S22:判斷所述殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于所述信道長度，若兩個都是，執行S23 ;否則，執行S24 ；
[0054]S23:更新所述殘差和所述選集，循環次數加I ;
[0055]S24:依次輸出所述選集中的所有元素，作為所述聯合稀疏向量的所述所有非零元素塊的位置。
[0056]圖3是本發明一種聯合稀疏信道估計裝置的結構示意圖。該裝置包括以下3個單元:
[0057](I)建立模型單兀,用于將多個信道合并為一聯合稀疏向量。
[0058](2)聯合稀疏向量計算單元，用于求解所述聯合稀疏重建模型的聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置。
[0059](3)信息獲取單元，用于求解每一所述信道的非零元素的取值。
[0060]其中，聯合稀疏向量計算單元還包括以下4個模塊:
[0061](a)初始化模塊，用于初始化殘差為聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集，設置循環次數為O0
[0062](b)判斷模塊，用于判斷該殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于信道長度，若兩個都是，執行更新模塊；否則，執行輸出模塊。
[0063](c)更新模塊，用于更新殘差和選集，循環次數加I。
[0064](d)輸出模塊，用于依次輸出選集中的所有元素，作為聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置。[0065]本發明一種聯合稀疏信道估計系統，其特征在于，在該系統的上行傳輸或者下行傳輸中設置如圖3所示的裝置，相應地，所述系統將在本發明實施例一和實施例二中分別進行說明。
[0066]其中，上行傳輸是指在基站覆蓋范圍內，配置有單天線的手機發送信號，基站接收信號。假設基站配置有M根天線(M為正整數，且M>1)，每根天線對應于一個上行信道。為了對上行信道進行估計，手機發送導頻，基站利用接收到的導頻對M個信道進行估計，其計算復雜度與M成正比。在TDD系統中，上行信道和下行信道具有互易性，基站一旦獲取了上行信道信息，也就獲取了下行信道信息。由于基站位置固定不動、且有充足的電源供應，不用考慮基站電量受限問題；這樣，即使對于未來規模更大的多天線系統，即M很大時，信道估計的復雜度仍然可以承受，而此時的問題在于導頻資源將變得越來越緊缺。本發明實施例一將對多個上行信道進行聯合稀疏信道估計，降低導頻資源開銷。
[0067]其中，下行傳輸是指基站在其覆蓋范圍內，與配置有單天線的手機進行通信，基站發送信號，手機接收信號，完成下行傳輸。假設基站配置有M根天線(M為正整數，且M>1)，每根天線對應于一個下行信道。FDD作為除TDD之外另一主流技術，在FDD系統中，為了對下行信道進行估計，基站發送導頻，手機利用接收到的導頻對M個信道進行估計。為了有效區分手機單天線接收到的M個導頻，基站發送的M個導頻必須在時域、頻域、或者碼域正交。當M越來越大時，M個導頻占用的時域、頻域或者碼域的資源也越來越多，導頻開銷越來越大。本發明實施例二將對多個下行信道進行聯合稀疏信道估計，降低導頻資源開銷。
[0068]實施例一:
[0069]圖4是本發明實施例一采用的SIMO多天線系統傳輸示意圖。如圖4所示，手機發送的信號，經過多個建筑物的反射，到達基站，形成多徑效應，并引起符號間干擾，為此，LTE及LTE-Advanced采用SC-FDMA，能有效對抗無線傳播中的多徑效應，簡化均衡器設計。
[0070]圖5是本發明實施例一的SC-FDMA系統框圖。手機端的數據依次經過星座點映射、快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)、插入保護間隔和上變頻等處理后，發送進入無線上行信道，到達基站以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、FFT、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡、IFFT和星座點解映射等處理后，提取出發送數據。相比于廣泛用于無線系統下行傳輸的OFDM技術，SC-FDMA在發送端進行IFFT和子載波映射前，預先進行了FFT，這樣能有效抑制信號的峰均比，減輕手機功率放大器的負擔。需要注意的是，本發明采用聯合稀疏信道估計來代替現有技術中的每個信道單獨稀疏信道估計。
[0071]圖1是本發明一種多天線無線通信系統信道信息獲取方法的流程圖。參照圖1，該方法包括:
[0072]S1:建立聯合稀疏重建模型,將所有待估計的信道合并為一個聯合稀疏向量。
[0073]在本實施例的一種實現方式中，假設SC-FDMA子載波數目為N，使用的導頻數目為Κ(0〈Κ≤N)，K個導頻子載波對應的子載波索引為P1, P2，…，Pk (I < P1J2〈…<ΡΚ≤N)，手機發送的導頻符號表示為X(P1), x(P2)，...，X(Pk)。手機發送一個導頻符號，基站將收到M個不同的導頻符號，對應于M個不同的上行信道。由于基站已知手機發送的導頻符號，基站在收到M個不同的導頻符號后，對M個信道進行信道估計，并將信道估計的結果用于后續的信道均衡。基站第i根天線收到的導頻符號表示為一個列向量y(i) = [y(i) (P1)1Yai(P2),...，y⑴(Pk)Itj I = 1,2,...，M，其中上標T表示向量轉置。假設每個上行信道的CIR序列為 h(? = [h(i)(l),h(i) (2),...，h⑴(L)]T，i = 1，2，...，M。由于無線信道的稀疏性，h(i)的L個元素中，大多數為零、而僅有少數非零，其中非零元素的個數為無線信道的多徑數目。現有相關文獻指出，對于同一個發送信號，基站不同天線的接收信號的ToA相近，可以認為，不同信道的CIR序列的長度相同，且CIR序列中非零元素的位置相同，而非零元素的值不同。假設D為一個K行K列的對角陣，其對角元依次為X (P1)，X (P2) ,...,X (Pk)，這樣，對于每一根基站天線，可建立發送導頻和接收導頻的關系如下
[0074]y⑴=DFh⑴+ η ⑴，i = 1，2，...，M (I)
[0075]其中，η⑴表示第i個上行信道的高斯白噪聲，Π (i)為一個K維的列向量，其每個元素獨立且服從均值為O、方差為σ 2的復高斯分布；F為一個從N行N列的標準傅立葉矩陣中抽取其前L列和索引為P1, P2,..., Pk的行構成的傅立葉子矩陣。定義觀測矩陣A =DF，可將公式(I)進一步簡化表示為
[0076]y⑴=Ah⑴+ η ⑴，i = 1，2，...，M (2)
[0077]信道估計的本質是在包含噪聲ηω的情況下，用y(i)和A來求解h(i)的過程。相比于LS信道估計，稀疏信道估計能使用更少的導頻達到與LS相同的信道估計性能。本發明將h(i)，i = 1，2，...，M合并為一個ML維的聯合稀疏向量w如下
[0078]W - [wl, wl,..., W71Y
[0079]其中wF犮示列向量w的第I個元素塊，I = 1,2,..., L，并且行向量W1定義如下
[0080]W1 = Lh…(I)，h⑵(I)，...，h(M) (I) ]，I = 1，2，...，L
[0081]注意到對于不同的i，h(i)的非零元素的位置相同，非零元素的值不同，W1要么整塊元素均為零，要么整塊元素均非零，w呈現為塊狀稀疏結構，因此可用w中非零元素塊的位置來表征W中非零元素的位置。類似的，定義M個信道的聯合觀測值ζ如下
[0082]Z = \Z^,Z2, - ,ZrV
[0083]其中Zf表示列向量ζ的第I個元素塊，I = 1，2，...，K，并且行向量Z1定義如下
[0084]Z1 = [y(1) (I)，y⑵(I)，...，y(M) (I) ], I = 1，2，...，K
[0085]定義聯合觀測噪聲n如下
[0086]η — [n\, ill,…,ητκΥ
[0087]其中Hf表示列向量n的第I個元素塊，I = 1，2，...，K，并且行向量Ii1定義如下
[0088]H1= [na)(l), n(2)(l),..., n(M)(l)],l = 1,2,...,K
[0089]聯合觀測矩陣B的構建可以通過對矩陣A的逐元素替代形成，矩陣A的第i行、第j 列元素表示為 A(i, j),將 A(i, j)用 A(i, j) Im 替代，i = 1，2，...，K, j = 1，2，…，L，構成一個MK行、ML列聯合觀測矩陣B，其中Im表示M維的單位陣。
[0090]聯合稀疏重建模型可表示為
[0091]z = Bw+n (3)
[0092]本發明首先利用聯合觀測值ζ和聯合觀測矩陣B求解聯合稀疏向量w的所有非零元素塊的位置，之后分別求解每個信道的非零元素的值。[0093]S2:利用聯合稀疏重建模型，求解聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置。
[0094]在本發明實施例一中，基站利用聯合稀疏重建模型——公式(3)，求解聯合稀疏向量w的所有非零元素塊的位置，其流程參照圖2，該方法包括:
[0095]S21:初始化殘差為聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對該模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集，設置循環次數為O。
[0096]定義殘差r為一個MK維的列向量，并將其初始化為聯合觀測值z，即r = z。對聯合觀測矩陣B的每一列進行歸一化，其中，歸一化是使B的每一列的二范數為I的運算，一個向量的二范數定義為該向量的所有元素的模的平方和。假設對B的每一列歸一化以后得到了一個MK行、ML列的矩陣Q，使Q的每一列的二范數為I。具體可表示為
[0097]B = QG (4)
[0098]其中，G是一個ML行、ML列的對角陣，G的每個對角元素為大于零的實數、對應于B的各列的歸一化因子。將公式⑷代入公式(3)，得到
[0099]z = QGw+n
[0100]定義V = Gw, V不改變w的非零元素的位置,得到
[0101]z = Qv+n (5)
[0102]求解聯合稀疏向量w的所有非零元素塊的位置，轉化為求解V的所有非零元素塊的位置。
[0103]定義一個選集Λ，用于存放依次求得的V的非零元素塊的位置。由于V與w呈現同樣的塊狀稀疏結構，可用非零元素塊V1的索引I表征非零元素的位置，這樣，V中非零元
素塊的索引直接對應于^1)中非零元素的索引。初始化Λ為空集，即Λ = 0。設置循環次
數T = O。
[0104]S22:判斷殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于信道長度，若兩個都是，執行S23 ;否則，執行S24。
[0105]定義殘差功率為||r||_，表示對r中所有元素求絕對值的平方和。若
Ilrll^ > Μ2σ2，并且t〈l，則執行S23 ;否則，執行S24。
[0106]S23:更新殘差和選集，循環次數加I。
[0107]定義矩陣Q的列為q」，j = 1，2，...，ML。由于V的每一塊V1, I = 1，2，...，L要么整塊元素均為零，要么整塊元素均非零，V呈現為塊狀稀疏結構；相應的，對Q按列進行分塊。定義 Q 的第 I 塊為 Q1 = [q(1-1)M+1，q(1-DM+2,...，Qul，I = 1，2，...，L。從 Λ 的補集 Φ
={1,2,...,L}\A中，找出某個元素j e Φ，使 W^Qjy1QfIrW 2最大，具體可表示為
_8]卜 argMssJI(i^)-1WrC
[0109] 滿足以上條件的元素記為J，將J添加到選集并更新選集Λ ^ A U {/} 1?中，上
標-1表示矩陣求逆,上標H表示共軛轉置。定義Qa為由選集Λ中元素對應的Q的塊構成的矩陣，則新的殘差為[oho]
【權利要求】
1.一種聯合稀疏信道估計方法，其包括以下步驟: 51:建立聯合稀疏重建模型，將多個信道合并為一聯合稀疏向量； 52:利用所述聯合稀疏重建模型，獲取所述聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置； 53:獲取每一所述信道的非零元素的取值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:在所述步驟S2中，還包括以下步驟: 521:初始化殘差為所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集并設置循環次數為O，其中，歸一化是指使所述列的所有元素的模的平方和為一的運算； 522:判斷所述殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于所述信道長度，若兩個都是，執行S23 ;否則，執行S24 ； 523:更新所述殘差和所述選集，循環次數加I ; S24:依次輸出所述選集中的所有元素，作為所述聯合稀疏向量的所述所有非零元素塊的位置。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:在所述步驟SI中，所述聯合稀疏重建模型表示為z = Bw+n，其中，定義z為所述模型的M個信道的聯合觀測值，η為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向 量，B為其聯合觀測矩陣。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于:所述聯合稀疏向量w為:W = [w[,M^Or，其中，wf表示列向量W的第I個元素塊，I = 1，2，…，L ; W1 定義為=W1 = [h(1)d),h(2)(l),...,h(M)(l)],l = 1，2，...，L，L 表示信道長度，M 表示基站的天線數目，h(i)表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，i =1，2，...，M，h(i)(l)表示 h(i)的第 I 個元素。
5.一種聯合稀疏信道估計裝置，包括: 建立模型單元，用于將多個信道合并為一聯合稀疏向量； 聯合稀疏向量計算單元，用于求解所述聯合稀疏重建模型的聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置； 信息獲取單元，用于求解每一所述信道的非零元素的取值。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述聯合稀疏向量計算單元還包括: 初始化模塊，用于初始化殘差為聯合稀疏重建模型的聯合觀測值，對所述聯合稀疏重建模型的聯合觀測矩陣的每一列進行歸一化，初始化選集為空集，設置循環次數為O ; 判斷模塊，用于判斷該殘差的功率是否大于噪聲方差與基站天線數目平方的乘積，判斷循環次數是否小于信道長度，若兩個都是，執行更新模塊；否則，執行輸出模塊； 更新模塊，用于更新殘差和選集，循環次數加I ; 輸出模塊，用于依次輸出選集中的所有元素，作為聯合稀疏向量的所有非零元素塊的位置。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于:所述聯合稀疏重建模型表示為z= Bw+n,其中，定義z為所述模型的M個信道的聯合觀測值，η為其聯合觀測噪聲，w為其聯合稀疏向量，B為其聯合觀測矩陣。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于:所述聯合稀疏向量w為:W= [w[,ir[]r，其中，wf表示列向量w的第I個元素塊，I = 1，2，...，L，W1定義為W1 = h(1)(l), h(2) (I),…，h?⑴]，I = 1，2，…，L，L表示信道長度，M表示基站的天線數目，h(i)表示所述基站第i根天線對應的第i個信道的沖擊響應序列，I = 1,2, 滬〕([).表示h⑴的第I個元素。
9.一種聯合稀疏信道估計系統，其包括:在所述系統的上行傳輸或者下行傳輸中，設置如權利要求5-8之一所述的裝置。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述上行傳輸包括:手機端的數據依次經過星座點映射、快速傅立葉變換、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達基站以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信道估計、信道均衡、快速傅立葉反變換和星座點解映射后，提取出發送數據。
11.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述下行傳輸包括:基站端的數據依次經過星座點映射、插入導頻、子載波映射、快速傅立葉反變換、插入保護間隔和上變頻后，發送進入無線信道，到達手機以后，依次經過下變頻、去除保護間隔、快速傅立葉變換、子載波解映射、聯合稀疏信 道估計、信道均衡和星座點解映射后，提取出發送數據。
【文檔編號】H04L25/02GK104022979SQ201410282949
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】戚晨皓, 朱鵬程 申請人:東南大學