[發(fā)明專利]基于頻響預(yù)插值的正交匹配追蹤信道估計方法

有效

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• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111726308B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬璐;李桃;喬鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B11/00;H04B13/02
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本發(fā)明提供的是一種基于頻響預(yù)插值的正交匹配追蹤信道估計方法。步驟1：對接收信號進行處理，得到導(dǎo)頻所在子載波處的信道頻域響應(yīng)；步驟2：根據(jù)插值算法的性能選擇局部預(yù)插值或整體預(yù)插值，將步驟1中得到的信道頻域響應(yīng)進行預(yù)插值至原始長度的β倍，并利用基于IFFT的OMP信道估計算法完成路徑時延估計；步驟3：輸出路徑時延估計結(jié)果。本發(fā)明借助插值算法等在接收端對OMP信道估計算法中所用頻響預(yù)插值至原始長度的β倍，因此，可測量的最大時延值也增加至原始的β倍。在接收端預(yù)插值頻響可替代在發(fā)射OFDM信號中插入過多的導(dǎo)頻，因此可以同時保證通信系統(tǒng)的信息傳輸速率和時延估計范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種增加正交匹配追蹤(OMP)可估計時延范圍的方法，具體地說是一種基于頻響預(yù)插值的正交匹配追蹤(OMP)信道估計方法。

背景技術(shù)

近年來，正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于高速通信系統(tǒng)中，因為其具有高帶寬利用率及低信道均衡復(fù)雜度。在實際的OFDM通信系統(tǒng)中，OFDM通信系統(tǒng)的性能和信道估計密切相關(guān)，因此信道時延估計的精度十分重要，大部分系統(tǒng)采用相干接收機，這使得信道估計中的時延估計的準確性變得十分重要。

研究表明，水聲信道等通常具有稀疏性，即大多數(shù)信道系數(shù)的能量較小，而幾個能量較大的抽頭分布相隔較遠。近年來，由于壓縮感知(CS)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于稀疏信道估計，正交匹配追蹤(OMP)算法技術(shù)因其具有較低的計算復(fù)雜度而備受青睞。為了進一步降低信道估計計算復(fù)雜度，有學者提出將傳統(tǒng)OMP算法和路徑時延插值算法結(jié)合。對于具有等間隔的梳狀導(dǎo)頻的OFDM系統(tǒng)而言，OMP信道估計算法能估計的時延范圍主要取決于信號中的導(dǎo)頻數(shù)，當信道具有大時延擴展時，為了提高時延估計范圍，需要更多的導(dǎo)頻。目前國內(nèi)外許多學者都對此進行了研究，為了提高稀疏信道的時延估計范圍，大部分技術(shù)選用在發(fā)射OFDM信號中增加導(dǎo)頻的數(shù)量，但在發(fā)射OFDM信號中插入過多的導(dǎo)頻會導(dǎo)致通信系統(tǒng)的信息傳輸速率降低。

公開號位CN109150772A的專利文件中公開了一種基于傳統(tǒng)OMP算法的信道估計方法。該方法在傳統(tǒng)OMP算法的基礎(chǔ)上提出了信道時延的連續(xù)時間表達式，一定程度上降低了計算復(fù)雜度，但是并沒有對OMP算法中輸入的頻響進行預(yù)插值，該方法能估計的最大時延仍然取決于發(fā)射信號中的導(dǎo)頻數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能增加OMP可估計時延范圍，同時能保證通信系統(tǒng)的信息傳輸速率和時延估計范圍的基于頻響預(yù)插值的正交匹配追蹤信道估計方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

步驟1：對接收信號進行處理，得到導(dǎo)頻所在子載波處的信道頻域響應(yīng)；

步驟2：根據(jù)插值算法的性能選擇局部預(yù)插值或整體預(yù)插值，將步驟1中得到的信道頻域響應(yīng)進行預(yù)插值至原始長度的β倍，并利用基于IFFT的OMP信道估計算法完成路徑時延估計；

步驟3：輸出路徑時延估計結(jié)果。

本發(fā)明還可以包括：

1.在預(yù)插值OMP信道估計算法所需頻響的過程中，插值算法不局限于線性插值、三次插值和拉格朗日插值等。

2.根據(jù)插值算法的性能選擇局部預(yù)插值或整體預(yù)插值，

所述的局部預(yù)插值，該方案適用于插值算法的MSE位于0.03-0.1時，是僅在OMP信道估計算法的每次迭代中，對用于估計時延的頻響序列進行預(yù)插值至原始長度的β倍；

所述的整體預(yù)插值，該方案適用于插值算法的MSE位于小于0.03時，是在利用OMP信道估計算法之前對頻響序列進行預(yù)插值至原始長度的β倍。