روشي جديد براي تخمين كور كانال مسير فروسو در سيستم با ورودي و خروجي چندگانه حجيم

A New Blind Downlink Channel Estimation Method for Massive MIMO

تخمين كانال مسير فروسو در سيستم با ورودي و خروجي چندگانه حجيم يكي از چالشهاي نسل پنجم مخابرات بيسيم ميباشد. در كانال با محوشدگي هموار و با اعمال پيش كدينگهاي تحميل صفر يا حداكثر نسبت، تخمين كانال مسير فروسو به تخمين مقدار بهره كانال و محوشدگي مقياس بزرگ تبديل ميگردد. روش كلاسيك براي تخمين كانال استفاده از روشهاي مبتني بر دادههاي آموزشي است كه منجر به مشكلاتي از قبيل افزايش سرآمد داده آموزشي و كاهش نرخ ارسال اطلاعات ميگردد. براي حل اين مشكل اخيراً از تخمين كور كانال مسير فروسو در سيستم با ورودي و خروجي چندگانه حجيم چندكاربره استفاده شده است كه در آن، با فرض معلوم بودن مقدار محوشدگي مقياس بزرگ، مقدار بهره كانال بصورت كور تخمين زده شده است. در اين مقاله روش جديدي براي تخمين كور و همزمان مقدار بهره و محوشدگي مقياس بزرگ در سيستم با ورودي و خروجي چندگانه چند كاربره حجيم در مسير فروسو پيشنهاد ميشود. در روش پيشنهادي، دو ضريب كنترل توان )با مقادير نزديك به هم( در پيش كدينگ اطلاعات مسير فروسو اعمال ميشود. بدين منظور بازه زمان همدوسي كانال را به دو بازه زماني تقسيم ميكنيم كه در بازه اول ضريب كنترل توان اول و در بازه دوم ضريب كنترل توان دوم اعمال مي گردد. در گيرنده و در هر دو بازه زماني، مقدار توان متوسط سيگنال دريافتي بطور جداگانه محاسبه ميگردد. دو مقدار توان متوسط محاسبه شده، بطور همزمان توابعي از مقادير بهره كانال و محوشدگي مقياس بزرگ هستند. در نتيجه با حل معادلات حاصل، مقادير بهره كانال و محوشدگي مقياس بزرگ در گيرنده به طور همزمان تخمين زده مي شود. روش پيشنهادي به دليل عدم نياز به معلوم بودن مقدار محوشدگي مقياس بزرگ دقت و نرخ ارسال اطلاعات بيشتري دارد.

Downlink channel estimation of Massive MIMO is an important challenge in 5G wireless communication. In the flat fading channel, after applying ZF or MRC pre-coding method, downlink MIMO channel estimation problem is reduced to estimation of channel gain and large scale fading coefficients. A classic method for this purpose is pilot-based method which leads to pilot overhead and decrease in transmitted information rate problems. To cope with these problems, recently, a blind channel estimation method has been presented for multi-user Massive MIMO channel estimation, in which by assuming that the value of large scale fading coefficient is known, the channel gain is estimated. In this paper, we propose a new method that simultaneously estimates both channel gain and large scale fading coefficient by applying two different power control gain in the two sections of coherence interval. In the receiver, mean power of two sections is calculated, (in which two equations of the channel gain are and large scale fading coefficients.) By solving these equations, channel gain and large scale fading coefficients are estimated. The proposed method has higher transmitted information rate (does not need to transmit the large scale fading coefficient) and lower MSE in high SNR values with respect to reference method.