一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線信道估計(jì)，特別涉及高速移動(dòng)下，基于大規(guī)模Mnro-OFDM系統(tǒng)塊 狀導(dǎo)頻圖樣的信道估計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國高鐵事業(yè)的快速發(fā)展，人們對高速移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需求越來越高，對高 速移動(dòng)環(huán)境下的0FDM或M頂0-0FDM系統(tǒng)信道估計(jì)的研究顯得尤為重要。當(dāng)前信道估計(jì)方 法主要分為三類，即基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法、半盲估計(jì)和盲估計(jì)。由于半盲估計(jì)和盲估計(jì) 方法，計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度大，收斂慢，因此不適用于高速移動(dòng)環(huán)境下的信道估計(jì)。
[0003] 基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法，針對導(dǎo)頻的圖樣設(shè)計(jì)主要分為三類，即塊狀導(dǎo)頻圖樣、 梳狀導(dǎo)頻圖樣以及網(wǎng)狀或二維散點(diǎn)狀導(dǎo)頻圖樣。基于塊狀的導(dǎo)頻圖樣具有良好的頻率不敏 感性，基于梳狀的導(dǎo)頻圖樣具有良好的時(shí)間不敏感性，而基于網(wǎng)狀或二維散點(diǎn)狀的導(dǎo)頻圖 樣，能夠節(jié)約一部分系統(tǒng)資源開銷。
[0004] 由于基于梳狀的導(dǎo)頻圖樣具有較好的時(shí)間不敏感性，因此可以解決高速移動(dòng)環(huán)境 下對時(shí)間的嚴(yán)格要求，但是，由于其對頻率較為敏感，而在高速移動(dòng)環(huán)境下的多徑效應(yīng)和多 普勒頻偏效應(yīng)對信道產(chǎn)生了巨大的影響。由此現(xiàn)階段諸多算法都致力于解決高速移動(dòng)環(huán)境 下的頻偏問題，但帶來了極大的計(jì)算復(fù)雜度，使得梳狀導(dǎo)頻圖樣不再具有足夠的時(shí)間優(yōu)勢。 而基于網(wǎng)狀和二維散點(diǎn)狀的導(dǎo)頻圖樣由于在時(shí)間和頻率上都較為敏感，因此不具有優(yōu)勢。
[0005] 基于塊狀的導(dǎo)頻圖樣，由于具有良好的頻率不敏感特性，因此可以很好的克服多 普勒頻偏問題，而時(shí)間成為了其適用于高速移動(dòng)環(huán)境的制約條件.
[0006] 為解決這一問題，在此提出了一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方 法，將具有良好的抗多普勒頻偏特性的塊狀導(dǎo)頻圖樣拓展至高速移動(dòng)環(huán)境下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：提出一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，針對塊狀導(dǎo) 頻對時(shí)間敏感而導(dǎo)致其無法適應(yīng)高速移動(dòng)環(huán)境的問題，采用預(yù)測迭代的方法，使其對時(shí)間 敏感性降低，而由于塊狀導(dǎo)頻對頻率不敏感，因此具有很好的克服多普勒頻偏的效果。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其特征包括：
[0009] -種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，通過時(shí)刻k確定信道估計(jì)方 程結(jié)構(gòu)，根據(jù)歸一化原則以及利用復(fù)相關(guān)系數(shù)結(jié)合指數(shù)結(jié)構(gòu)，確定信道估計(jì)方程的系數(shù)，采 用殘差歸一化方法，保證該算法在該條件下進(jìn)行。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0011] 方法具體流程如附圖1所示，根據(jù)接收端k時(shí)刻接收到的信號(hào)矩陣Yjk)以及導(dǎo) 頻時(shí)刻（〇時(shí)刻）至k-1時(shí)刻的信道估計(jì)矩陣，確定k時(shí)刻的信道估計(jì)方程結(jié)構(gòu)；利用復(fù)相 關(guān)系數(shù)，依據(jù)指數(shù)結(jié)構(gòu)以及通過歸一化處理后，得到信道估計(jì)方程的權(quán)重；計(jì)算k時(shí)刻的殘 差，并作相應(yīng)的歸一化處理，并以此作為終止條件，保證該算法在誤差允許范圍內(nèi)運(yùn)用。
[0012] 方法具體流程如下：
[0013] ①初次得到導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，記為導(dǎo)頻時(shí)刻（0時(shí)刻，見附圖2)，此時(shí)，根據(jù)已知導(dǎo)頻序列 1(0)，接收到的導(dǎo)頻序列YJ0)，得到導(dǎo)頻時(shí)刻的估計(jì)信道扎(0)。
[0014] ②導(dǎo)頻后一時(shí)刻，即1時(shí)刻，令此時(shí)的估計(jì)信道滿足：
[0015]氣(1)=尾(0) (1)
[0016] 根據(jù)接收端接收的YJ1)，估計(jì)出此時(shí)的發(fā)送信號(hào)1/1)，即：
[0017]
(2)
[0018] ③通過解調(diào)反映為二進(jìn)制數(shù)據(jù)后，再經(jīng)過映射成為解調(diào)信號(hào)&(1)，由此更 新信道估計(jì)值：
[0024] ⑤導(dǎo)頻第k時(shí)刻，即k時(shí)刻（k> 1)，令此時(shí)的估計(jì)信道//,,(々）滿足：
[0030] ⑥利用復(fù)相關(guān)系數(shù)確定ai，ai滿足：
[0031]
[0032] 根據(jù)接收端接收的YD (k)，估計(jì)出此時(shí)的發(fā)送信號(hào)之(/()，即：
[0033]
[0034] ⑦之(幻通過解調(diào)反映為二進(jìn)制數(shù)據(jù)后，再經(jīng)過映射成為解調(diào)信號(hào)& (k)，由此更 新信道估計(jì)值：
[0040] ⑨判斷歸一化殘差之(幻是否滿足：
[0041 ] i0(k)<M (1.4)
[0042] 其中，M為終止條件。
[0043] 如果滿足，則重復(fù)上述⑤~⑨步；如果不滿足，則本次信道估計(jì)結(jié)束。
【附圖說明】
[0044] 圖1 一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法流程圖；
[0045] 圖2導(dǎo)頻圖樣時(shí)刻圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的事物或具有相同或類似功能的事物。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0047] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"導(dǎo)頻時(shí)刻"、"k時(shí)刻"等表示時(shí)間的詞語， 僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的方法或事物必須具有特定 的時(shí)間和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0048] 在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語"預(yù)測"、"估計(jì)"應(yīng) 做廣義理解，例如，可以是天氣預(yù)測或?yàn)?zāi)害預(yù)測，也可以是數(shù)據(jù)發(fā)展的預(yù)測，可以是直接估 計(jì)，也可以通過中間媒介間接估計(jì)，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理 解上述術(shù)語的具體含義。
[0049] -種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法流程如附圖1所示，具體如 下：
[0050]開始；
[0051] 步驟10,根據(jù)接收端k時(shí)刻接收到的信號(hào)矩陣Yjk)以及導(dǎo)頻時(shí)刻（0時(shí)刻）至 k_l時(shí)刻的信道估計(jì)矩陣，確定k時(shí)刻的信道估計(jì)方程結(jié)構(gòu)；
[0052] 步驟20,根據(jù)接收到的已知信息，確定k時(shí)刻信道估計(jì)方程中的參數(shù)，通過將計(jì)算 得到的之(/<)解調(diào)反映為二進(jìn)制數(shù)據(jù)后，再經(jīng)過映射成為解調(diào)信號(hào)& (k)，由此更新信道估 計(jì)七
[0053] 步驟30,計(jì)算k時(shí)刻的殘差= //,(/〇- ，并對其做歸一化處理，得到歸一 化殘差
[0054] 步驟40，判斷比較歸一化殘差是否符合設(shè)定的閾值要求，即4(幻是否滿足 是W/Vf，如果滿足，重復(fù)步驟20,步驟30和步驟40 ;如果不滿足，則本次信道估計(jì)結(jié)束。
[0055] 在此說明書中，本發(fā)明已參照特定的實(shí)施實(shí)例做了描述。但是，很顯然仍可以做出 各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的 而非限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，其特征在于，包括： S1，根據(jù)接收端k時(shí)刻接收到的信號(hào)矩陣Y。似化及導(dǎo)頻時(shí)刻（0時(shí)刻）至k-1時(shí)刻的 信道估計(jì)矩陣，確定k時(shí)刻的信道估計(jì)方程結(jié)構(gòu)； 52, 根據(jù)S1中的已知信息，確定k時(shí)刻信道估計(jì)方程中的參數(shù)； 53, 對估計(jì)殘差進(jìn)行歸一化處理，并將其作為終止條件，保證該算法在誤差規(guī)定范圍內(nèi) 進(jìn)行。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，其特征 在于，所述S1中k時(shí)刻的信道估計(jì)方程結(jié)構(gòu)的確定包括： S1-1，確定信道估計(jì)方程的變量個(gè)數(shù)，根據(jù)時(shí)刻k，確定信道估計(jì)方程的自變量個(gè)數(shù)為k-1，因變量個(gè)數(shù)為1 ; 51- 2,確定信道估計(jì)方程的結(jié)構(gòu)，根據(jù)信道估計(jì)方程的變量個(gè)數(shù)，確定信道估計(jì)方程結(jié) 構(gòu)為：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，其特征 在于，所述S2中k時(shí)刻信道估計(jì)方程參數(shù)的確定包括： 52- 1，根據(jù)信息的歸一化原則，確定其k時(shí)刻下信道估計(jì)方程中的參數(shù)a1滿足：S2-2,利用復(fù)相關(guān)系數(shù)，確定影響第i個(gè)自變量H"(i)的歸一化權(quán)重的因子ci; S2-3,根據(jù)新信息的作用大于舊信息的作用的原則，利用影響第i個(gè)自變量H"a)的歸 一化權(quán)重a1的因子CiW及指數(shù)結(jié)構(gòu)，確定第i個(gè)自變量H"(i)的歸一化權(quán)重bi; 52- 4,對權(quán)重采取歸一化處理，得到影響第i個(gè)自變量H"(i)的歸一化權(quán)重〇1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法，其特征 在于，所述S3中估計(jì)殘差進(jìn)行歸一化處理及其終止條件包括： 53- 1，殘差的歸一化處理，計(jì)算k時(shí)刻的殘差：S3-2,終止條件，根據(jù)設(shè)置的終止條件M，要求該算法在:式(/〇 心/的條件下進(jìn)行。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種高速移動(dòng)下塊狀導(dǎo)頻的預(yù)測迭代信道估計(jì)方法。根據(jù)接收端接收到的信號(hào)矩陣以及導(dǎo)頻時(shí)刻至前一時(shí)刻的信道估計(jì)矩陣，確定信道估計(jì)方程結(jié)構(gòu)；依據(jù)復(fù)相關(guān)系數(shù)以及指數(shù)結(jié)構(gòu)確定信道估計(jì)方程中的系數(shù)；將計(jì)算得到的信號(hào)解調(diào)為反映為二進(jìn)制數(shù)據(jù)后，再經(jīng)過映射成為解調(diào)信號(hào)，并由此更新信道估計(jì)值；計(jì)算該時(shí)刻下的殘差及其歸一化結(jié)果，與閾值比較，保證該方法在誤差允許的范圍內(nèi)運(yùn)行。該方法基于塊狀導(dǎo)頻圖樣，具有良好的頻率不敏感性，可以很好的解決高速移動(dòng)下的多普勒頻偏問題，結(jié)合預(yù)測迭代思想，使得該方法時(shí)間復(fù)雜度小，能夠較好的應(yīng)用在高速移動(dòng)環(huán)境下。
【IPC分類】H04L25/02, H04L27/26
【公開號(hào)】CN105007242
【申請?zhí)枴緾N201510525040
【發(fā)明人】廖勇, 文政, 陳民安, 李瑞杰, 胡翼
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月25日