[發明專利]基于壓縮感知的非連續正交頻分復用信道估計方法

有效

• 申請號: 201010519417.0
• 申請日: 2010-10-26
• 公開（公告）號: CN101984612A
• 公開（公告）日: 2011-03-09
• 發明（設計）人: 何雪云;宋榮方
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26;H04B1/707
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于壓縮感知的非連續正交頻分復用信道估計方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1）設計信道估計導頻圖案

（a）根據NC-OFDM系統的帶寬、信道的相干帶寬，估算傳統均勻導頻的間隔????????????????????????????????????????????????，使其滿足，其中為信道最大多徑擴展，為子載波間隔；

（b）估計信道的稀疏度即信道沖激響應向量中非零元素的個數，取基于壓縮感知的信道估計中最優的導頻數量；當傳統導頻圖案中剩余導頻大于或小于時，使用方案二，否則使用方案一：

方案一：保留傳統的均勻導頻圖案，子載波處的導頻自然禁用；

方案二：固定導頻數量，以壓縮感知測量矩陣的設計理論為基礎建立優化準則在可用子載波中尋找個子載波傳送導頻符號；?

（c）生成優化導頻圖案表：禁用子載波圖案場景分為寬帶干擾和窄帶干擾；寬帶干擾即整個NC-OFDM系統頻帶上，禁用子載波有段，每段包含的子載波數為；窄帶干擾是禁用子載波離散分布，在每一種禁用子載波圖案場景，利用式（5）的優化準則在剩余的可用子載波中尋找到最優的個子載波，使這時矩陣的---（5）值最小；將找到的個子載波的序號保存為一張表的一個記錄；

重復上面的優化過程，則得到一張有多個記錄的優化導頻圖案表；

2）導頻圖案的選取

導頻圖案選取過程發生在收發設備第一次通信時，以及通信中從頻譜感知的結果得知可用子載波發生改變時，具體過程如下：

（1）比較目前的導頻位置是否與新的禁用子載波位置重合，如果沒有重合，繼續保持目前的導頻圖案；如果重合，則繼續進行下面的操作；

（2）在新的可用子載波場景下，判斷可用傳統導頻子載波數量是否滿足，若滿足則導頻圖案就選擇剩余的可用傳統導頻，即方案一；若不滿足，則采用導頻設計方案二，進行如下操作；

（3）搜索導頻圖案表，尋找滿足以下條件的導頻圖案記錄：導頻圖案記錄中的個子載波均未落入禁用子載波集合中；當在表中搜索到第一條滿足以上條件的記錄時，搜索過程即停止，通過公共信道，本端將這個記錄的序號發給對端，收發雙方導頻符號協商結束，因為收發雙方都有相同的優化導頻圖案表；若搜索完導頻圖案表中所有的記錄，沒有滿足以上條件的導頻圖案記錄時，則進行如下操作；

（4）啟動導頻優化算法，在新的可用子載波上，利用尋找最優的個子載波；完成之后，將個子載波的序號全部通過公共信道發送給對端，這種方式下，尋找導頻圖案的時延大；?

以上描述的是通信時可用子載波改變時的導頻選擇過程，如果是設備之間第一次通信，則導頻選擇過程只要步驟（2）～（4）；

3）信道頻域響應的估計

（一）首先進行初始化：迭代次數，殘差向量，索引集；

（二）第次迭代的步驟：

步驟1：確定一個索引，它滿足

---（6）

其中表示矩陣的第列；

步驟2：增大索引集，這里索引集中元素的個數為；

步驟3：利用LS算法得到一個新的估計，這個新的估計在索引集之外的地方都是零，索引集之內的位置上的估計用下式得到：

---（7）

這里是一個的矩陣，它包含T矩陣中索引為的列；

步驟4：計算對采樣值新的近似和新的殘差：；

（三）經次迭代，滿足停止準則即迭代次數達到向量的稀疏度或者殘差的二范數小于某個門限，得到估計值，再根據獲得信道頻域響應估計。