[發(fā)明專利]基于分散式放置正交時頻空OTFS導(dǎo)頻的信道估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210657477.1
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115086114B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉;代海峰;鄒禮一
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);成都亞光電子股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發(fā)明公開了一種基于分散式放置正交時頻空OTFS導(dǎo)頻的信道估計方法，其實現(xiàn)步驟是：1、在時延?多普勒域的發(fā)送數(shù)據(jù)同一幀的不同位置，疊加放置四個相互正交的導(dǎo)頻符號；2、對時延?多普勒域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行逆辛傅利葉變換，再對該數(shù)據(jù)塊進(jìn)行海森堡變換，發(fā)送得到的時域信號；3、接收端接收到的時延?多普勒域數(shù)據(jù)塊信號，進(jìn)行閾值檢測；4、提取超過閾值的接受端的數(shù)據(jù)塊信號，進(jìn)行相位復(fù)原；5、針對每條信道路徑進(jìn)行聯(lián)合信道估計。本發(fā)明在發(fā)送端的每一幀數(shù)據(jù)里分散放置四個相互正交的導(dǎo)頻符號，降低了導(dǎo)頻所需的最大導(dǎo)頻信噪比，提升了系統(tǒng)的PAPR性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于分散式放置正交時頻空OTFS(Orthogonal?Time?Frequency?Space)導(dǎo)頻的信道估計方法。本發(fā)明可用于從OTFS系統(tǒng)接收的導(dǎo)頻信號中估計相應(yīng)的信道信息。

背景技術(shù)

目前，在5G以及WIFI無線網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用的正交頻分OFDM(OrthogonalFrequency?Division?Multiplexing)調(diào)制技術(shù)容易受到多普勒效應(yīng)的影響。OTFS在高移動性無線通信場景下相較于OFDM有著更好的性能表現(xiàn)。正交時頻空OTFS是一種在時延多普勒域進(jìn)行調(diào)制的二維調(diào)制方案，通過一系列二維變換，將雙色散信道轉(zhuǎn)換為在時延多普勒域近似非衰落的信道。OTFS系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)主要之一就是如何精確的估計時延多普勒信道狀態(tài)信息。對于OTFS系統(tǒng)的信道估計，面臨的主要挑戰(zhàn)就是如何放置導(dǎo)頻，并進(jìn)行信道估計，如果導(dǎo)頻放置方案不好則會造成整個系統(tǒng)的PAPR性能過差，也會造成信道估計的性能不好，不利于實際系統(tǒng)的實用性。

Weijie?Yuan，Shuangyang?Li等人在其發(fā)表的論文“Data-Aided?ChannelEstimation?for?OTFS?Systems?with?A?Superimposed?Pilot?and?Data?TransmissionScheme”(IEEE?Wireless?Communications?Letters，2021)中提到了一種基于疊加式導(dǎo)頻放置的信道估計方法。該方法通過在發(fā)送端疊加放置數(shù)據(jù)符號和導(dǎo)頻符號，再經(jīng)過信道噪聲，然后在OTFS系統(tǒng)的接受端，通過閾值判斷，找到數(shù)據(jù)幀中相應(yīng)的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)符號，利用接收的信號估計出信道信息。該技術(shù)方案整個數(shù)據(jù)幀都能發(fā)送數(shù)據(jù)符號，能夠有效提升幀數(shù)據(jù)的利用率，但是，該方法仍然存在的不足之處是，發(fā)送幀中的數(shù)據(jù)符號與信道噪聲都對導(dǎo)頻符號造成干擾，導(dǎo)頻符號需要很大的能量才能保證信道估計的性能，過高的導(dǎo)頻符號能量使得OTFS系統(tǒng)的PAPR性能較差。

成都工業(yè)學(xué)院在其申請的專利文獻(xiàn)“基于OTFS系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)的高速信道估計裝置及方法”(專利申請?zhí)?021111633351，申請公布號CN113890796A)中公開了一種基于OTFS系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)的高速信道估計方法。該方法主要是隨機(jī)生成延時-多普勒域數(shù)據(jù)符號，并將其轉(zhuǎn)換為時頻域數(shù)據(jù)符號，插入導(dǎo)頻序列，轉(zhuǎn)換為時域發(fā)射信號，對信道進(jìn)行初步估計，得到信道基系數(shù)初步估計值，并根據(jù)其采用無跡卡爾曼濾波信道估計法對信道進(jìn)行估計，得到信道基系數(shù)最終估計值，根據(jù)估計值還原信道沖激相應(yīng)，將沖激響應(yīng)經(jīng)循環(huán)移位變換為頻域信道增益系數(shù)，通過ZF均衡得到接收天線的頻域信號，將其解映射，并執(zhí)行硬判決得到最終接收信號。該方法存在的不足之處是，該方法的導(dǎo)頻符號是在時頻域插入導(dǎo)頻符號，時頻域的信道狀態(tài)很復(fù)雜干擾很大，最終的信道信息估計得不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提供一種基于分散式放置正交時頻空OTFS導(dǎo)頻的信道估計方法，旨在解決OTFS通信系統(tǒng)中時延多普勒信道狀態(tài)信息(CSI)估計不準(zhǔn)確的問題和PAPR性能較差的問題。