[發明專利]一種基于MIMO OFDM系統的AMP稀疏信道估計的設計方法

在審

• 申請號: 202010583369.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111770036A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 徐微;郭甜;趙哲
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B7/0413
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種基于MIMO OFDM系統的AMP稀疏信道估計的設計方法。該方法實現在接收端對抗惡劣的信道環境導致的接收信號的畸變和失真，盡可能少地占用頻譜資源，準確恢復出原始發送數據，減少運算的復雜程度。仿真結果表明，本發明設計的稀疏信道估計算法在相同設計指標的要求下，本發明比其他算法使用更少的導頻進行信道估計。

技術領域

本發明屬于數字信號處理技術領域，提供了一種基于MIMO OFDM系統的AMP稀疏信道估計的設計方法。

背景技術

近年來，隨著全球移動用戶數據的不斷完善，世界各國都致力于現代通信技術的研究和發展，無線通信是現代通信系統不可或缺的組成部分。如今，無線通信已經成為人們日常生活中不可缺少的重要通信方式之一，而人們對無線通信服務需求的快速增長是無線通信技術發展的根本動力。

在MIMO OFDM系統的實際應用中，無線信道往往呈現稀疏性。在實際的無線信道傳輸過程中，只有少量的非零抽頭，其中大部分為零或接近零。近年來，稀疏信道估計成為一個研究熱點。所謂稀疏信道估計就是利用無線信道的稀疏性，將壓縮感知技術引入信道估計中。因此，研究了基于壓縮感知理論的MIMO OFDM系統稀疏信道估計的AMP算法。

發明內容

本發明目的是設計實現在接收端對抗惡劣的信道環境導致的接收信號的畸變和失真，盡可能少地占用頻譜資源，準確恢復出原始發送數據，減少運算的復雜程度，并提供一種全新的設計方法——可設計一種基于MIMO OFDM系統的AMP稀疏信道估計的方法。

本發明提供的基于MIMO OFDM系統的AMP稀疏信道估計的設計方法具體步驟如下：

第1，將MIMO OFDM系統信道估計問題轉化成壓縮感知理論中的稀疏信號重構問題，從已知向量y和測量矩陣A中得到信道向量A的估計量將此過程轉換為凸優化問題；

第2，在每次迭代計算過程中，利用AMP算法的“Onsager校正”計算出從而達到對信道估計的優化。

(以下面AMP算法稀疏信道估計為例)

(一)根據設計要求，給定發射天線N_T、接收天線N_R、子載波數N、信道長度L、導頻數P以及非零個數T。將MIMO OFDM系統信道估計問題轉化成壓縮感知理論中的稀疏信號重構問題，從已知向量y和測量矩陣A中得到信道向量h的估計量因此，我們可以將此過程通過解決以下形式的優化問題來計算：

其中，λ＞0是一個可調參數，會促進的稀疏性。

信道h如下所示：

假設在MIMO OFDM系統的子載波q₁，q₂，…q_p上分別插入導頻，一共P個導頻信號，定義Y_n＝[Y_n(q₁)，Y_n(q₂)，…，Y_n(q_p)]^T為第n個接收天線在導頻子載波處的符號組成的接收向量；X_m＝[X_m(q₁)，X_m(q₂)，…，X_m(q_p)]^T為第m個發送天線在導頻子載波上的符號組成的發送向量；N_n＝[N_n(q₁)，N_n(q₂)，…，N_n(q_p)]^T為高斯白噪聲向量，則第n個接收天線接收到的P個導頻符號表示為：