[發明專利]基于壓縮感知、高速移動的UFMC系統無線信道估計方法

有效

• 申請號: 201710575112.3
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107359904B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 王蓉;蔣建春;趙超瑩
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B1/711
• 分類號: H04B1/711;H04B17/391;H04L25/02;H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種基于壓縮感知、高速移動的UFMC系統無線信道估計方法，屬于無線通信領域。該方法包括建立系統模型，分析插入PN序列的UFMC系統參數，確定在多徑信道時的發送與接收信號模型；進行多徑信道的時間相關特性及稀疏特性分析；進行基于PN序列自相關的信道粗估計；進行基于壓縮感知算法的信道時延位置精確估計；進行LS算法的信道幅度值的精確估計；性能與仿真結果分析。本發明充分利用信道時間的相關性，將在信道粗估計過程中平均相干時間內的R_g個連續符號的CIR來降低噪聲對信號的影響，進一步提高信道時域沖激響應的粗略估計的估計精度；充分利用粗估計得到的信息進一步提高改進的SAMP算法估計的信道時延和稀疏度的精確度，降低傳統SAMP算法的復雜度。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，涉及一種基于壓縮感知、高速移動的UFMC系統無線信道估計方法。

背景技術

在高速運動場景下信道時延擴展大和常規信道估計算法對車載快時變信道估計質量損失較明顯，目前尚無相關解決辦法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于壓縮感知、高速移動的UFMC系統無線信道估計方法，充分利用信道的時間相關特性和稀疏特性，提出了稀疏信道估計算法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于壓縮感知、高速移動的UFMC系統無線信道估計方法，該方法包括以下步驟：

S1：建立系統模型，分析插入PN序列的通用濾波多載波(Universal FilteredMulticarrier,UFMC)系統參數，確定在多徑信道時的發送與接收信號模型；

S2：進行多徑信道的時間相關特性及稀疏特性分析；

S3：進行基于PN序列自相關的信道粗估計；

S4：進行基于壓縮感知算法的信道時延位置精確估計；

S5：進行最小二乘(least square,LS)算法的信道幅度值的精確估計；

S6：性能與仿真結果分析。

進一步，所述步驟S1包括以下步驟：

S101：在通用濾波多載波系統中，設B個子帶，每個子帶子載波數量為總的子載波數量為N，采用切比雪夫濾波器h，濾波器長度為L_f，則在一個符號時間間隔內的基帶離散時間信號為：

其中，輸入數據X_i(m)是獨立隨機變量的比特流，i是子帶編號，l是濾波器長度的編號，m是子帶載波的編號，x_n是經過UFMC調制后得到時域的通用濾波多載波數據信號，n為離散時間索引；

S102：濾波多載波TS-UFMC幀結構s_n，輸出的TS-UFMC符號由長度N+L_f-1為數據塊和長度為M的PN序列c＝[c₀,c₁,…,c_M]^T組成，因此，輸出的通用濾波多載波符號表示為：

為頻域信號；第i個子帶的個復數正交幅度調制符號乘以離散傅里葉反變換IDFT矩陣V_i得到子帶的時域數據，1≤i≤B；F_i為托普利茨矩陣，包含了有限長單位沖激響應(Finite Impulse Response,FIR)濾波器的沖擊響應，將子帶的時域數據與濾波器進行線性卷積，每個子帶時域數據濾波后再進行累加得到時域的數據信號x；

S103：對長度為L的多徑信道，信道離散脈沖響應CIR：第i個UFMC符號，信道稀疏度為S_i的離散脈沖響應h_i,n建模為：