信道状态信息Ηλγ,#,，矩阵是下行信道矩阵的串行化表示。
[0039] I、H (Λ?地lxl的稀疏表不
[0040] 首先，在UE和eNodeB侧均有相同的冗余字典D = {gl，1 = 1，2, "化}，其元素均是 维数为（NtXN1O Xl的单位矢量，L多N，元素又称为原子，从冗余字典中选取一组最佳原子 对原始信号hUaw进行稀疏化，该组原子经过添0为稀疏化矩阵Ψ(Α>Α; |x( w，原始信号
[0044] 在满足误差最小的限定条件下，依次从冗余字典中选择一个最佳原子，直到满足 设计的逼近误差S要求为止，但在每次选择最佳原子后，从冗余字典中将该原子去除，不 再遍历此原子，最后得出一组最佳的K原子组合。
[0045] 然后为得出稀疏变换的矩阵，将取出的K个原子通过补0构成稀疏化矩阵
[0048] 最后通过公式（9)便可得出信道矩阵!I丨λ:λλ-, η在变换域上的投影Μ。
[0049] 2、观测矩阵的设计
[0050] 对信道矩阵,χ1的稀疏表示得到的稀疏矩阵进行观测，将矩阵Η投影 到观测矩阵
上，即得到观测向量Y :
[0057] 3、使用链路反馈技术将下行信道状态信息反馈回eNodeB
[0058] 基于非码本的显式的CSI反馈，将压缩后的CSI直接反馈给eNodeB侧，对于每一 个子载波我们需要反馈的对象就是信道增益矩阵。
[0059] 图2为PUSCH上行信令设计，如图2所示的两个时隙中，黑色的两列为上行参考信 号（DMRS)，条纹部分为上行的确认字符，UE将CSI信息压缩后，将其依次添置到其它每一个 子载波上，送到反馈链路反馈至eNodeB侦k
[0060] 4、eNodeB 侧矩阵 α(Α/,χΛ/, Ixl 的重构
[0061] 本发明实施例采用ROMP (正则自适应匹配追踪算法）对压缩后的观测向量Y进行 重构得到信道矩阵H'。
[0062] ROMP算法的基本步骤如下：
[0063] ①初始余量r。= y，估计信号稀疏度为Κ，迭代次数η = 1，索引值集合Λ = φ, J =Φ ；
[0064] ②用式（17)计算相关系数u，并从u中寻找K个最大值对应的索引值存入J中；
[0066] ③对J中索引值对应原子的相关系数进行正则化，并将正则化结果存入集合J。 中，该集合中原子的相关系数必须满足式（18);
[0067] u(i) I ^ 2|u(j) |,i, j e J (18)
[0068] ④更新支撑集ΦΛ，其中Λ = Λ U J。；
[0069] ⑤应用式（19)得到χ，同时用式（20)对余量进行更新；
[0072] 5、原始信号H丨M的还原
[0073] eNodeB在重构得出变换域上信号后，需要根据稀疏化时所用的稀疏化矩 阵 T(iV,xiV, ;χ(Λ',Λ?, I 来得出原始信道矩阵HU, w基于码本反馈方式的特点，在得出字典中原 子的最佳组合后，将各原子在字典中对应的位置通过上行链路反馈回eNodeB，然后eNodeB 根据得到的原子位置信号从冗余字典中可得出稀疏化矩阵，同时，根据接收到 的原子位置信号又可得出稀疏度Κ，该稀疏度是ROMP算法重构信号时所需的必要参数。在 eNodeB得到稀疏化矩阵
后便可根据重构得出的变换域上信号通过反 变换得到原始信号,xl 了。
[0074] 在此说明书中，本发明已参照特定的实施实例做了描述。但是，很显然仍可以做出 各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的 而非限制性的。
【主权项】
1. 一种基于压缩感知的下行信道状态信息获取方法，其特征在于，包括： S1，为了对原始信号稀疏化，本发明基于冗余字典方法，依次从冗余字典中选取一个最 佳原子，在下一次选取中，将此原子从冗余字典中将该原子去除，不再遍历此原子，从而降 低了原子选取的时间复杂度； S2,基于码本反馈方式的特点，将稀疏化矩阵中的原子在冗余字典的对应位置反馈回 基站eNodeB，然后在eNodeB根据得到的原子位置信号从冗余字典中可得出稀疏化矩阵Φ， 同时，根据接收到的原子位置信号又可得出稀疏度K。2. 根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的下行信道状态信息获取方法，其特征在 于，所述S1中从冗余字典中选取最佳原子的内容包括： 设定一个逼近误差S，然后在满足误差最小的限定条件下，依次从冗余字典中选择一 个最佳原子，直到满足设计的逼近误差δ要求为止； 每次选择最佳原子后，从冗余字典中将该原子去除，不再遍历此原子，最后得出一组最 佳的Κ原子组合； 为得出稀疏变换的矩阵αWX1，将取出的Κ个原子通过补0构成稀疏化矩阵ΨWXW，且 秩（Wwxw) =Κ，稀疏化矩阵如下式所示：根据得出的稀疏化矩阵Ψ^χ^，将信道矩阵Η'投影到变换域α，如下式所示：3. 根据权利要求1所述的一种基于压缩感知的下行信道状态信息获取方法，其特征在 于，所述S2中将稀疏化矩阵中的原子在冗余字典的对应位置反馈回eNodeB的内容包括： 基于码本反馈方式的特点，在用户肥及eNodeB都有相同的冗余字典，该冗余字典是超 完备的，用来代替传统的正交基，字典中的原子之间不具备正交性，且原子的数量庞大； 得出字典中原子的最佳组合即稀疏化矩阵Ψ巾X巾后，由于eNodeB在重构得出变换 域上信号α,χι后，需要根据稀疏化时所用的稀疏化矩阵ΨWXW来得出原始信道矩阵 Η'WXU，但矩阵ΨWXW很大，不可能直接将矩阵反馈回eNodeB,因此，将各原子在字典中对 应的位置通过上行链路反馈回eNodeB; eNodeB根据得到的原子位置信号从冗余字典中可得出稀疏化矩阵同时，根据 接收到的原子位置信号又可得出稀疏度Κ，该稀疏度是eNodeB在重构信号所用算法所需的 必要参数。
【专利摘要】本发明为了实现在MIMO-OFDM？LTE？FDD系统中，eNodeB获取下行信道状态信息，而现有的压缩感知方法没有提出在eNodeB如何从重构后的高维度信道状态信息中还原得到原始信号。因此，本发明提出了一种基于压缩感知的下行信道状态信息获取方法，所述方法包括：为了对原始信号稀疏化，本发明基于冗余字典方法，依次从字典中选取一个最佳原子，在下一次选取中，将此原子从字典中去除，不再遍历此原子，从而降低时间复杂度；基于码本反馈方式的特点，将稀疏化矩阵中的原子在字典的对应位置反馈回eNodeB，然后在eNodeB根据得到的原子位置信息从字典中可得出稀疏化矩阵，同时，根据接收到的位置信息又可得出稀疏度K，从而能够在eNodeB很好地重构出变换域上信号并根据稀疏矩阵Ψ得到原始信号。
【IPC分类】H04L25/02, H04B7/04, H04B7/06
【公开号】CN105245263
【申请号】CN201510653601
【发明人】廖勇, 陈民安, 文政, 胡翼, 陈玲, 赵明
【申请人】重庆大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月10日