【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，属于全维近场csi估计。
技术介绍
1、在第六代无线通信系统中，对区域吞吐量和频谱效率的要求将大大提高，这是第五代无线通信技术所无法支持的。为了实现更高的频谱效率，超大规模多输入多输出(xl-mimo)被认为是未来无线通信系统的一种有前途的技术，在未来无线通信系统中，基站(bs)采用数千甚至更多的天线，可以提供更强的波束形成增益和更高的频谱效率。为了充分利用xl-mimo所带来的性能优势，需要提前获取信道状态信息(csi)，然而极大增长的天线数量将导致高额计算复杂度开销，又由于xl-mimo系统中近场特性不可忽略，如何在有限的计算复杂度条件下估计近场csi需要进行研究和探索。因此，近场csi的估计成为xl-mimo系统一个需要解决的重要问题。
2、基于压缩感知的csi估计方法为一种适用于xl-mimo系统近场csi获取的主流算法。在xl-mimo系统中，近场信道被建模为球面波前形式，其中不同接收天线接收信号具有不同传输距离导致的相位差异。基站利用极坐标域全采样字典检测近场信道内的稀疏多径，并通过迭代算法对多条路径进行依次抽取。然而，基于压缩感知的算法需要建立正比于天线数量三次方的字典维数，将导致实际无线通信系统不可接受的计算复杂度开销。此外，极大增长的天线数量将导致高额的硬件成本，为保证实际无线通信系统的低成本要求，bs将部署混合预编码架构，仅仅通过少量射频链连接大量天线，导致接收信号维数的降低从而难以获取全维csi。因此，混合架构超大规模m
3、针对混合架构超大规模mimo系统的全维近场csi获取已展开初步研究，目前广泛采用的策略是将全维阵列均匀划分为若干子阵列，每个子阵列独立处理接收信号并重构部分csi信息，bs通过若干子阵列估计的部分csi重构全维csi。然而实际xl-mimo系统中，子阵列数量仍然较大，将导致高额的计算复杂度，此外多个子阵独立处理接收信号，忽略了子阵列间的相关性及全维阵列近场特性，全维csi的估计精度受限，并不能满足实际混合架构xl-mimo系统低计算复杂度和高精度的全维近场csi估计需求。
4、综上所述，如何以较小的计算复杂度获取具有较高精度的混合架构超大规模mimo全维近场csi成为第六代移动通信亟待突破的难题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，中心子阵列以较小计算复杂度估计部分csi，其它子阵列利用中心子阵列估计信息进行多径正交解耦并分别估计多条路径方向角，利用多个子阵列间的空间几何关系联合估计距离，以较小的计算复杂度实现混合架构xl-mimo系统全维近场csi的重建，同时保证了重建信道的高精度特性。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一种基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，包括如下步骤：
4、步骤1，在超大规模mimo系统中，将基站整体阵列划分为若干子阵列，选择其中一个作为中心子阵列，以及四个其他子阵列，四个其他子阵列均匀分布于整体阵列中，且中心子阵列与四个其他子阵列的维度相同；
5、步骤2，中心子阵列通过混合预编码架构接收用户设备发送的全一上行导频信号，对接收信号进行处理和计算，得到估计的中心子阵列传播路径数量以及每条路径的方向角和延时参数的估计结果；
6、步骤3，对于每个其他子阵列，利用估计的中心子阵列传播路径数量和每条路径的延时参数对其他子阵列的接收信号进行多路径正交解耦，通过解耦后的多路径信号估计其他子阵列中一条或多条传播路径的方向角；
7、步骤4，利用中心子阵列估计的每条路径的方向角信息以及四个其他子阵列估计的每条路径的方向角信息，基于空间几何关系联合估计全阵列所有路径的距离信息，根据距离信息估计路径增益，进而重构全维xl-mimo近场信道。
8、一种计算机设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法的步骤。
9、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法的步骤。
10、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
11、1、本专利技术利用混合预编码架构的相位可控特性，通过调整相位将模拟相移矩阵设置为角度域欠采样字典，仅需要较低的计算复杂度，估计中心子阵列的传播路径数、方位角、延时及增益，有效降低了csi估计的导频开销，克服了混合预编码架构对信道稀疏性带来的影响。
12、2、本专利技术在中心子阵列估计信道中多条路径数量及延时信息后，利用不同子阵列间的公共延时特性，多径正交解耦其它子阵列接收信号，解决了多个子阵估计路径乱序及路径间干扰大的难题。
13、3、本专利技术在获得多个子阵列角度信息后，利用多个子阵列间的空间几何关系，联合推导多条路径的距离信息并重新估计近场增益，保证了超大规模mimo系统全维近场信道重建的精确性，大幅度降低了重建信道所需的计算复杂度。
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1.一种基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法，其特征在于，所述步骤1中，将基站整体阵列划分为若干子阵列的划分策略包括但不限于以下形式：将基站整体阵列均匀划分为若干个相同维度的子阵列；以及将基站整体阵列划分出中心和四个角共五个相同维度的子阵列，其他子阵列任意划分。
3.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：
4.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程如下：
5.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程如下：
6.一种计算机设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并能够在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的基于空间几何分布式处理的XL-MIMO近场CSI估计方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，其特征在于，所述步骤1中，将基站整体阵列划分为若干子阵列的划分策略包括但不限于以下形式：将基站整体阵列均匀划分为若干个相同维度的子阵列；以及将基站整体阵列划分出中心和四个角共五个相同维度的子阵列，其他子阵列任意划分。
3.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：
4.根据权利要求1所述的基于空间几何分布式处理的xl-mimo近场csi估计方法，其特...
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