一种信道矩阵估计方法、装置及可读存储介质与流程

本申请涉及网络通信，尤其涉及一种信道矩阵估计方法、装置及可读存储介质。

背景技术：

1、毫米波/亚毫米波及太赫兹等更高频段通信是面向5g演进及6g应用的高价值潜在应用技术，更高频段意味着更高的传播损耗，高频端与大规模阵列天线的融合也是重要的6g无线技术发展趋势。

2、基于波束赋形性能、硬件成本和功耗的折中考虑，5g高频毫米波大规模天线阵列采用了数模混合赋形架构实现。6g无线频率可能到毫米波/亚毫米波及太赫兹等更高频段，仍有极大可能继续沿用混合赋形架构实现超大规模天线增强覆盖，而采用混合赋形架构会面临模拟赋形模块的信道估计难以实现的问题。

3、目前，已有的基于纯数字波束赋形架构的方法，通过参考信号发射和接收完成信道估计，无法直接应用于混合赋形架构。现有的针对混合赋形架构的信道估计方法多基于上下行信道的互易性来进行算法和方案设计，实际的上下行信道由于设备端和用户端的射频收发链路的非理想特性，实际的上下行信道响应会存在性能差异，因此该类方法的信道估计误差及波束赋形性能会受到一定影响。且信道估计算法一般都涉及参考信号统计协方差矩阵求逆或特征分解运算，需要占用较多运算资源，影响信道估计的实时性。

技术实现思路

1、本申请所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种信道矩阵估计方法、装置及可读存储介质，用以解决现有技术存在的问题。

2、第一方面，本申请提供一种信道矩阵估计方法，所述方法包括：

3、s1.根据发射端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建发射加权矩阵，以及，根据接收端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建接收加权矩阵；

4、s2.根据所述发射端设备的数字通道个数构建参考信号序列以及参考信号矩阵；

5、s3.在所述发射端设备切换所述发射加权矩阵中的发射加权矢量，并通过所述发射端设备的数字通道发射所述参考信号序列中的参考信号；

6、s4.在所述接收端设备切换所述接收加权矩阵中的接收加权矢量，并基于所述参考信号矩阵确定第一数据矩阵；

7、s5.根据所述第一数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵。

8、在一些实施例中，s4，包括：

9、s41.接收端设备根据发射端设备切换的发射加权矢量、接收端设备自身切换的接收加权矢量以及所述参考信号矩阵，确定接收端设备接收到的数据矢量；

10、s42.接收端设备对所述数据矢量进行降维处理，得到降维后的第二数据矩阵；

11、s43.根据所述第二数据矩阵构建分块矩阵；

12、s44.基于所述分块矩阵、所述发射端设备切换的发射加权矢量以及所述接收端设备自身切换的接收加权矢量，得到所述第一数据矩阵。

13、在一些实施例中，s44，包括：

14、设定所述发射端设备切换的发射加权矢量为所述发射加权矩阵中的任一固定值，根据所述接收端设备的模拟通道个数顺序切换对应次数的接收加权矢量，并基于所述分块矩阵得到所述第一数据矩阵。

15、在一些实施例中，s5，包括：

16、s51.基于所述第一数据矩阵以及所述接收加权矩阵，构建第三数据矩阵；

17、s52.根据所述第三数据矩阵、所述发射端设备切换的发射加权矢量以及所述接收端设备自身切换的接收加权矢量，得到第四数据矩阵；

18、s53.基于所述第四数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵h。

19、5.根据权利要求4所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s52，包括：

20、根据所述发射端设备的模拟通道个数顺序切换对应次数的发射加权矢量，根据所述接收端设备的模拟通道个数顺序切换对应次数的接收加权矢量，并基于所述第三数据矩阵得到所述第四数据矩阵。

21、在一些实施例中，s53，包括：

22、基于所述发射加权矩阵、所述发射端设备的模拟通道个数、所述第四数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵。

23、在一些实施例中，所述参考信号序列中参考信号的数量与所述发射端设备的数字通道个数相等，所有参考信号的功率相等且互不相关。

24、第二方面，本申请提供一种信道矩阵估计装置，所述装置包括：

25、第一构建模块，其设置为根据发射端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建发射加权矩阵，以及，根据接收端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建接收加权矩阵；

26、第二构建模块，其设置为根据所述发射端设备的数字通道个数构建参考信号序列以及参考信号矩阵；

27、信号发射模块，其设置为在所述发射端设备切换所述发射加权矩阵中的发射加权矢量，并通过所述发射端设备的数字通道发射所述参考信号序列中的参考信号；

28、矩阵确定模块，其设置为在所述接收端设备切换所述接收加权矩阵中的接收加权矢量，并基于所述参考信号矩阵确定第一数据矩阵；

29、信道估计模块，其设置为根据所述第一数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵。

30、第三方面，本申请提供一种信道矩阵估计装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现上述第一方面所述的信道矩阵估计方法。

31、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的信道矩阵估计方法。

32、本申请提供的信道矩阵估计方法、装置及可读存储介质，具体的，根据发射端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建发射加权矩阵，以及，根据接收端设备的数字通道个数以及模拟通道个数构建接收加权矩阵；根据所述发射端设备的数字通道个数构建参考信号序列以及参考信号矩阵；在所述发射端设备切换所述发射加权矩阵中的发射加权矢量，并通过所述发射端设备的数字通道发射所述参考信号序列中的参考信号；在所述接收端设备切换所述接收加权矩阵中的接收加权矢量，并基于所述参考信号矩阵确定第一数据矩阵；根据所述第一数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵。本申请提供一种应用于超大规模天线混合赋形架构的信道矩阵估计方法，可以有效估计混合赋形架构设备和用户端之间的上下行信道矩阵，且同时适用于纯数字赋形、纯模拟赋形和混合赋形架构三种情况下的信道估计方法，与已有方法相比，更具实用性和普适性，对5g毫米波系统设备乃至未来6g高低频设备的方案实施均具有重要意义。此外，本申请可以大幅度降低信道估计算法的运算复杂度和计算量。

技术特征：

1.一种信道矩阵估计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s4，包括：

3.根据权利要求2所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s44，包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s5，包括：

5.根据权利要求4所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s52，包括：

6.根据权利要求4所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，s53，包括：

7.根据权利要求1所述的信道矩阵估计方法，其特征在于，所述参考信号序列中参考信号的数量与所述发射端设备的数字通道个数相等，所有参考信号的功率相等且互不相关。

8.一种信道矩阵估计装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种信道矩阵估计装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的信道矩阵估计方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的信道矩阵估计方法。

技术总结
本申请提供一种信道矩阵估计方法、装置及可读存储介质，具体的，构建发射加权矩阵以及接收加权矩阵；构建参考信号序列以及参考信号矩阵；通过发射端设备的数字通道发射参考信号序列中的参考信号；在接收端设备切换接收加权矩阵中的接收加权矢量，并基于参考信号矩阵确定第一数据矩阵；根据第一数据矩阵进行信道估计，得到信道矩阵。与已有方法相比，本申请更具实用性和普适性，对5G毫米波系统设备乃至未来6G高低频设备的方案实施均具有重要意义。此外，本申请可以大幅度降低信道估计算法的运算复杂度和计算量。

技术研发人员：马静艳,李福昌,张忠皓
受保护的技术使用者：中国联合网络通信集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15