1.一种大规模MIMO信道估计优化方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)针对包含一个配置M根天线的基站和K个配置单天线用户的大规模MIMO通信系统,构建上行链路统一系统模型;
(2)根据基站和每个用户之间通信信道的大尺度衰落和小尺度衰落特性,构建信道模型;
(3)使用最小二乘法对信道矩阵进行初始化估计,得到信道矩阵初始估计值;
(4)采用循环迭代的方法进行信道估计与评估性能;将得到的初始估计值作为循环的初始化,循环迭代计算信道矩阵估计值,直至收敛;包括以下步骤:(41)通过线性变换对 和X进行去相关操作,去除导频矩阵与估计的信道矩阵之间的相关性,生成中间估计值 ;具体如下:;
其中, 为要估计的信道矩阵值,X为导频, 为线性估计的输出, 为去相关矩阵,即需要满足;
其具体构造方法如下:
;
其中, ;
(42)对 进行非线性处理,利用无发散函数 对 进行映射,得到 ,结合信道的先验分布来计算后验概率分布p,然后对p求期望作为本轮迭代的输出 ;无发散函数即满足: 表示求期望; ;
其具体构造方法为:
;
其中, 是软阈值函数,即 ,是非负的阈值参数,这里取为噪声方差 ;
最终算法在本轮迭代的输出为:;
后验概率分布的计算方法如下:设活跃设备的信道 属于调制星座集 ,即在这个集合中取值;
设第k个设备的先验概率分布为:;
其中 是导频序列的长度, 是稀疏度, 函数为冲激函数;
根据观测模型:
;
以及先验分布,得到 的近似后验分布为:;
其中,
;
;
参数 为后验稀疏比,代表 在基于线性估计观测值 时的稀疏度,当时,认为用户是活跃的,并且发送了一个导频序列;
(43)对步骤(41)和步骤(42)估计的误差项进行递归处理,并分析算法的演化过程,估计最小均方误差MSE评估算法的性能;线性与非线性估计模块的误差项递归处理方法如下:根据原始的误差项定义:
;
;
通过数学推导得到算法的误差项递归式子如下:;
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其中,
;
其中,I为单位矩阵,上标t代表第t轮迭代;
(44)判断收敛的条件 是否满足,若满足,则将 作为最终输出,并退出循环;若不满足,则 ,并进入下一轮迭代计算;其中,为任意小的正数。
2.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO信道估计优化方法,其特征在于,步骤(1)中, 上行链路统一系统模型公式如下:;
其中, 是基站接收到的信号矩阵, 是信道矩阵,, 表示第i个用户发送的导频序列,导频的长度为τ,并将导频序列设计为服从伯努利分布, 为加性高斯白噪声矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种大规模MIMO信道估计优化方法,其特征在于,步骤(2)中,设第k个用户和基站之间的信道建模公式如下:;
其中, 为大尺度衰落系数,为小尺度衰落系数,且 。
4.根据权利要求1所述的一种大规模MIMO信道估计优化方法,其特征在于,步骤(43)中,最小均方误差MSE定义如下:;
其中 为第t轮迭代的输出矩阵,为实际的信道矩阵。
5.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1‑4任一项所述的一种大规模MIMO信道估计优化方法。