毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法及装置与流程

技术特征：

1.一种毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)接收端根据接收的导频序列估计出时域信道状态信息；

(2)接收端将估计出的时域信道映射到小波基上进行稀疏变换；

(3)接收端构造降维矩阵对小波变换后的时域信道矩阵进行降维；其中降维矩阵根据小波变换矩阵Φ∈C^M×M构造，M为每对天线之间的时域信道抽头数，具体方法包括：

(3.1)输入小波变换矩阵Φ以及降维矩阵的维度T×M且T＜＜M；

(3.2)对小波变换矩阵进行特征值分解ΦΦ^T＝VΛV^T，计算出矩阵Λ中非零特征值β1,...βM；

(3.3)初始化降维矩阵Θ＝IT×M，并令初始降维矩阵A＝ΘV；

(3.4)对降维矩阵中的T个M维列向量按照如下步骤进行循环迭代操作，i＝1:T：

(a)将Λ中的特征值按照递减顺序排列并对应乘以A的第i行，得到矩阵V的第i列向量vi＝[β1ai,1,...βMai,M]^H；

(b)对矩阵做特征分解得到特征值β1,...βM以及对应的特征向量e1,...eM；

(c)令vi＝α^1/2e1，更新ai的前T个元素；

(3.5)输出降维矩阵Θ＝AV^H；

(4)接收端对降维后的时域信道矩阵进行量化并反馈给基站端；

(5)基站端根据接收的反馈信号恢复出接收端估计出的时域信道状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法，其特征在于：所述步骤(2)中包括：

(2.1)将估计出的三维时域复信道矩阵Kiers水平展开成二维时域复信道矩阵其中，M为每对天线之间的时域信道抽头数，Nr为接收天线数，Nt为发射天线数；

(2.2)对二维时域复信道矩阵进行小波域变换，即

式中，为变换到小波域具有稀疏特性的信道矩阵，Φ∈C^M×M为小波变换矩阵，Ψ(k)为小波基函数，k＝0,1,...M-1。

3.根据权利要求2所述的一种毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法，其特征在于：所述小波基函数

4.根据权利要求1所述的一种毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用均匀量化的方式分别对降维后的时域信道矩阵的实部和虚部进行量化。

5.根据权利要求1所述的一种毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法，其特征在于：所述步骤(5)中基站端按照如下步骤分别恢复每对天线的时域复信道：

(5.1)初始化残差标签集合迭代次数j＝1，其中表示基站端接收到的一对天线的反馈信号；

(5.2)找到使得<rj-1,Θi>,i＝1,2...T最大的标签号sj，Θi为降维矩阵Θ的第i行；

(5.3)填充标签集合∑j＝∑j-1∪sj，选出降维矩阵Θ的∑j行，记为Θj；

(5.4)利用最小二乘求解

(5.5)更新残差，

(5.6)判断残差rj是否满足初始设置的阈值，若满足，则进入步骤(5.7)，否则，j＝j+1，返回步骤(5.2)；

(5.7)对向量做小波逆变换恢复接收端估计出的时域复信道

6.一种实现如权利要求1所述的毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法的接收端装置，其特征在于：包括：

时域信道估计模块，用于根据接收的导频序列估计出时域信道状态信息；

小波变换模块，用于将估计出的时域信道映射到小波基上进行稀疏变换；

降维模块，用于构造降维矩阵对小波变换后的时域信道矩阵进行降维；

以及量化模块，用于对降维后的时域信道矩阵进行量化并反馈给基站端。

7.一种实现如权利要求1所述的毫米波MIMO时域有限信道状态信息反馈方法的系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的接收端装置，以及用于发送导频信号并从接收的降维量化后的反馈信号中恢复出接收端估计出的时域信道状态信息的基站端装置。