[發明專利]一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法

在審

• 申請號: 202011565612.7
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112737986A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 姜斌;周志杰;包建榮;劉超;唐向宏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26;G06K9/62
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k?means信道估計方法，包括步驟：S1.對發射機發送的數據采用FTCA?CE?BEM方法，得到該信道模型下的接收信號；S2、利用迫零均衡方法，得到消除ICI后的接收信號；S3.對消除ICI的接收信號，采用最小二乘法計算CIR的估計h_LS(n)，并采用密度參數，刪除孤立CIR，得非孤立CIR：h′_LS(n)，S4.將h′_LS(n)劃分為噪聲類和信號類，并計算各自類的初始聚類中心；S5.設置判別函數，以對所有CIR進行判決并重新分類以及計算聚類中心；S6.判斷聚類結果是否改變，若是則根據改變后的結果回到步驟S5，若否則將判為噪聲類的h’_LS(n)置零，得到時域信道函數h′_k?means(n)；S7.對h′_k?means(n)執行DFT計算，得到反饋后的頻域信道函數H′_k?means(k)。本發明適合高速移動通信中的高精度信道估計且估計準確度高。

技術領域

本發明屬于數字通信領域，具體涉及一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法。

背景技術

信道估計，就是從接收數據中將假定的某個信道模型的模型參數估計出來的過程。如果信道是線性的話，那么信道估計就是對系統沖激響應進行估計。需強調的是信道估計是信道對輸入信號影響的一種數學表示，而好的信道估計則是使得某種估計誤差最小化的估計算法。

無線通信系統的性能很大程度上受到無線信道的影響，如陰影衰落和頻率選擇性衰落等等，使得發射機和接收機之間的傳播路徑非常復雜。無線信道并不像有線信道固定并可預見，而是具有很大的隨機性，這就對接收機的設計提出了很大的挑戰。在OFDM系統的相干檢測中需要對信道進行估計，信道估計的精度將直接影響整個系統的性能。為了能在接收端準確的恢復發射端的發送信號，人們采用各種措施來抵抗多徑效應對傳輸信號的影響，信道估計技術的實現需要知道無線信道的信息，如信道的階數、多普勒頻移和多徑時延或者信道的沖激響應等參數。因此，信道參數估計是實現無線通信系統的一項關鍵技術。能否獲得詳細的信道信息，從而在接收端正確地解調出發射信號，是衡量一個無線通信系統性能的重要指標。因此，對于信道參數估計算法的研究是一項有重要意義的工作。

傳統信道估計方法大多是針對非時變信道的，但隨著我國高速鐵路的發展，尤其在相對移動速度達到300km/h以上時，無線通信無法高質量的完成，在快時變OFDM系統中，子載波的正交性被破壞，導致子載波間的干擾，為此需要研究新的方法來適應快時變信道環境。

發明內容

針對在高速移動環境中，因多普勒頻移增大，導致子載波干擾(ICI)，引起無線通信系統性能惡化問題，本發明公開了一種在快時變環境下以及正交頻分復用(OFDM)系統中的基于改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means(FTCA-CE-BEM-k-MEANS)信道估計方法。

本發明采用以下技術方案：一種改進的近似復指數基擴展的聯合反饋k-means信道估計方法，包括步驟：

S1.針對發射機發送的數據，采用分數抽頭信道近似的復指數基擴展模型方法，得到該信道模型下的接收信號，分數抽頭信道近似的復指數基擴展模型即FTCA-CE-BEM；

S2、利用迫零均衡方法，得到消除ICI后的接收信號，ICI為子載波干擾；

S3.針對步驟S2所得的消除ICI后的接收信號，采用最小二乘法計算CIR的估計h_LS(n)，同時，采用密度參數，刪除孤立的CIR，得非孤立的CIR：h′_LS(n)，其中，密度參數是距離某一CIR距離為r內CIR的數量，CIR為信道沖激響應，r為選取的球體半徑；

S4.將步驟S3得到的h′_LS(n)劃分為噪聲類和信號類，并計算各自類的初始聚類中心；