【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信，尤其是涉及一种两阶段级联信道估计方法、装置、设备、介质及产品。
技术介绍
1、近年来，可重构智能表面(ris)以其低硬件成本和低能耗的优势，被提出来用于无线通信系统，用于增强无线通信系统的覆盖范围和容量，ris也被公认为未来第六代无线通信网络(6g)的关键技术之一。为了量化信道特性(如衰减和相位)，对发送信号进行补偿，以减小发送信号与接收信号差异的差异，需要进行信道估计。由于ris辅助的大规模多输入多输出(mimo)天线系统由数百个天线元件组成，而且包括用户设备(ue)至ris、ris至基站(bs)的两阶段级联信道，导致对信道估计的难度与复杂度急剧增加。
2、现有的两阶段级联信道估计方法是根据不同用户设备的不同角度，提出级联信道享有完全公共的非零行和部分公共的非零列，以实现信道估计。但是这种方法没有考虑到方向失配的问题，存在离网误差，违反了稀疏性假设，不仅导致导频消耗和计算复杂度的急剧增加，还严重影响了对级联信道估计的准确性。
技术实现思路
1、鉴于上述问题而提出了本申请，本申请提供了一种两阶段级联信道估计方法、装置、设备、介质及产品。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种两阶段级联信道估计方法，包括：
3、对构建的初始系统模型进行压缩感知，获得通信系统模型，所述初始系统模型包括用户至可重构智能表面侧信道以及可重构智能表面侧至基站侧信道的两阶段级联信道；
4、基于所述初始系统模型包括的基站测量矩阵和稀疏测量矩阵，计
5、基于所述网格索引值，确定到达角所属的索引区间，所述到达角为所述基站侧接收到的信号的到达角；
6、基于所述索引区间，对所述稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵；
7、基于所述稀疏表示矩阵和所述通信系统模型中的级联信道矩阵，获得压缩级联信道矩阵。
8、此外，根据本申请一个方面的两阶段级联信道估计方法，还包括：
9、对构建的初始系统模型进行压缩感知，获得通信系统模型，包括：
10、基于所述初始系统模型生成的离散网格点的第一字典矩阵和第二字典矩阵，更新所述初始系统模型中的级联信道，所述第一字典矩阵为所述基站侧的到达角的均匀离散阵列，所述第二字典矩阵为所述可重构智能表面侧的到达角的均匀离散阵列；
11、基于更新后的所述级联信道，对所述初始系统模型进行重写，得到所述通信系统模型。
12、此外，根据本申请一个方面的两阶段级联信道估计方法，还包括：
13、基于所述网格索引值，确定到达角所属的索引区间，包括：
14、基于所述网格索引值，获得所述网格索引值的右侧相邻索引值和左侧相邻索引值；
15、计算对应于所述左侧相邻索引值的第一信道系数和对应于所述右侧相邻索引值的第二信道系数；
16、在所述第一信道系数大于等于所述第二信道系数的情况下，确定到达角所属的索引区间为所述左侧相邻索引值与所述网格索引值组成的区间；
17、在所述第一信道系数小于所述第二信道系数的情况下，确定到达角所属的索引区间为所述网格索引值与所述右侧相邻索引值组成的区间。
18、此外，根据本申请一个方面的两阶段级联信道估计方法，还包括：
19、基于所述索引区间，对所述通信系统模型中的稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵，包括：
20、在所述索引区间中选取样本参数，基于所述样本参数，获得基站侧的到达角的支持集；
21、基于所述支持集和所述初始系统模型生成的离散网格点的第一字典矩阵，计算阵列向量；
22、基于所述阵列向量，对所述通信系统模型中的稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵。
23、此外，根据本申请一个方面的两阶段级联信道估计方法，还包括：
24、基于所述稀疏表示矩阵和所述通信系统模型中的级联信道矩阵，获得压缩级联信道矩阵，包括：
25、基于所述稀疏表示矩阵，对所述通信系统模型中的级联信道矩阵进行降维，得到包括所述压缩级联信道矩阵的模式公式；
26、基于期望最大化算法和所述模式公式，计算所述压缩级联信道矩阵。
27、此外，根据本申请一个方面的两阶段级联信道估计方法，还包括：基于期望最大化算法和所述模式公式，计算所述压缩级联信道矩阵，包括：
28、基于期望最大化算法和所述模式公式，对所述压缩级联信道矩阵进行建模，得到所述压缩级联信道矩阵的建模公式；
29、基于所述建模公式，获得第一后验参数的计算公式，所述第一后验参数为所述压缩级联信道矩阵的随机变量的均值；
30、对所述第一后验参数的计算公式进行变形，以使所述计算公式中的第二后验参数移动至等号的另一侧；以及，根据对角估计准则，获得所述第二后验参数的对角向量的计算公式，对所述对角向量的计算公式进行变形，以使第二后验参数移动至所述对角向量的计算公式中的等号的另一侧，所述第二后验参数为所述压缩级联信道矩阵的随机变量的协方差；
31、基于期望最大化算法、变形后的所述第一后验参数的计算公式、变形后的所述对角向量的计算公式，计算所述第一后验参数；
32、基于所述第一后验参数和所述模式公式，计算得到所述压缩级联信道矩阵。
33、根据本申请的另一个方面，提供了一种两阶段级联信道估计装置，包括：
34、压缩感知模块，用于对构建的初始系统模型进行压缩感知，获得通信系统模型，所述初始系统模型包括用户至可重构智能表面侧信道以及可重构智能表面侧至基站侧信道的两阶段级联信道；
35、第一计算模块，用于基于所述初始系统模型包括的基站测量矩阵和稀疏测量矩阵，计算网格索引值；
36、区间确定模块，用于基于所述网格索引值，确定到达角所属的索引区间，所述到达角为所述基站侧接收到的信号的到达角；
37、更新模块，用于基于所述索引区间，对所述稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵；
38、第二计算模块，用于基于所述稀疏表示矩阵和所述通信系统模型中的级联信道矩阵，获得压缩级联信道矩阵。
39、根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述一个方面的方法。
40、根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述一个方面的方法。
41、根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述一个方面的方法。
42、如以下将详细描述的，根据本申请实施例的一种两阶段级联信道估计方法、装置、设备、介质及产品，通过确定到达角所属的索引区间，可求得真实到达角，将非凸问题转化为了凸优化问题，基于角域的稀疏性，将稀疏测量矩阵转化为稀疏表示矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种两阶段级联信道估计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，对构建的初始系统模型进行压缩感知，获得通信系统模型，包括：
3.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述网格索引值，确定到达角所属的索引区间，包括：
4.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述索引区间，对所述通信系统模型中的稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵，包括：
5.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述稀疏表示矩阵和所述通信系统模型中的级联信道矩阵，获得压缩级联信道矩阵，包括：
6.如权利要求5所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于期望最大化算法和所述模式公式，计算所述压缩级联信道矩阵，包括：
7.一种两阶段级联信道估计装置，其特征在于，包括：
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1～6任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～6任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种两阶段级联信道估计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，对构建的初始系统模型进行压缩感知，获得通信系统模型，包括：
3.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述网格索引值，确定到达角所属的索引区间，包括：
4.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述索引区间，对所述通信系统模型中的稀疏测量矩阵进行更新，获得稀疏表示矩阵，包括：
5.如权利要求1所述的两阶段级联信道估计方法，其特征在于，基于所述稀疏表示矩阵和所述通信系统模型中的级联信道矩阵，获得压缩级联信道矩阵，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：马楠，刘文凯，张凯珩，彭可，张平，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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