本发明专利技术提供了一种高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，包括如下步骤：测量真实场景中的系统参数；根据真实场景中的系统参数设置正交频分复用OFDM通信系统；根据正交频分复用OFDM通信系统中得出的统计特性建立信道模型；根据信道模型消除子载波间干扰ICI；根据统计信息设计信道估计方法，获得估计后的信道信息；利用估计后的信道信息进行数据处理。本发明专利技术解决了高移动环境中现有的信道估计和子载波间干扰ICI消除方案高复杂度、性能受系统速度影响、低频谱效率等问题，在实际环境中性能佳、效率高、系统复杂度低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及消除无线通信系统干扰的方法，具体地，涉及基于统计信息的信道估 计和子载波间干扰消除方法，尤其涉及高速移动下基于统计信息的信道估计和载波间干扰 消除方法。
技术介绍
随着高速移动技术的不断发展和广泛应用，如何在高速移动场景中为人们提供高 可靠性、高数据传输速度的无线通信服务问题显得尤为重要。在高速移动环境下，随着终 端移动速度的增加，多普勒效应影响愈加显著，信道参数变化剧烈，导致了信道的时频双选 择性快速衰落特性，使得快速精确地进行信道估计以保障系统性能变得非常困难。为了保 证更高的数据传输速率和频谱利用率，正交频分复用（OFDM，OrthogonalFrequencyDivi sionMultiplexing)被广泛应用于通信系统中，而在高速移动环境下，这会带来一些新的 问题。主要有以下两个方面，第一个是高速环境下会产生较为严重的多普勒效应，其破坏了 OFDM的正交性，并且带来了子载波间干扰（ICI,Inter-CarrierInterference)，直接降低 通信质量；第二个是由于高速移动环境下信道具有快时变性，传统信道估计方法需要大量 采集的信道信息以保证系统性能。然而，传统信道估计需要非常高的系统复杂度和非常长 的运算时间，这与高速环境中需要实时处理的需求不符。因此迫切需要新的技术来解决这 些问题，这对提高高速移动环境下的通信效果有着很大的意义。目前，大量的信道估计研究表明高移动环境下的无线信道具有一定稀疏特性和统 计特性，即信道特性完全可以由相对数目较少的主要统计参数来表示。然而，目前主流的信 道估计算法都没有很好的利用到信道的这一特性。在高速移动环境中，由于信道的快速变 化，需要采集的信道信息数目非常大，这使得现有信道估计算法需要非常高的运算复杂度 和非常长的计算时间，这与高速环境中需要快速准确的信道估计的需求不符。因此，目前迫 切需要一种可以利用信道统计特性的快速且准确的信道估计方案。 另一方面，高移动环境下的ICI干扰消除已经成为了影响通信系统性能的一个主 要原因。目前主流的ICI消除技术主流主要包括以下几种：插入保护导频以消除ICI干扰； 利用循环前缀提取信道信息来抑制ICI;利用连续相邻信号的信息进行ICI消除；利用迭代 法多消除ICI。然而，这些方法会存在着降低频谱效率或者需要大量的运算时间，而且在信 道快速变化的环境中，性能会受到很大影响。因此，现有的ICI消除方案并不适用于高速移 动环境中的无线通信技术。 在高速移动环境下，快速且准确的信道估计和ICI消除方法是保证高可靠性、高 传输速率无线通信服务的基础。为了解决现有方案在高速移动环境中的缺陷和不足，本发 明提出了一种全新的基于统计信息的信道估计和ICI消除方法。本专利技术所提出的方法可 以在显著提高性能的同时保证更低的复杂度和更好的性能，并能够方便的使用到真实系统 中。目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高速移动下基于统计信息的信 道估计和载波间干扰消除方法。 根据本专利技术提供的高速移动下基于统计信息的信道估计和载波间干扰消除方法， 包括如下步骤： 步骤1 :测量真实场景中的系统参数； 步骤2 :根据真实场景中的系统参数设置正交频分复用OFDM通信系统； 步骤3 :根据正交频分复用OFDM通信系统中得出的统计特性建立信道模型； 步骤4 :根据信道模型消除子载波间干扰ICI; 步骤5 :根据统计信息设计信道估计方法，获得估计后的信道信息； 步骤6 :利用估计后的信道信息进行数据处理。 优选地，所述步骤1包括：在接收端移动时速大于300km/h的移动场景中测量真实 场景中的多径个数、最大多普勒频偏、OFDM载波个数、载波频率、系统带宽、基站功率覆盖范 围和基站到接收端运动轨迹垂直距离。 优选地，所述步骤2包括：建立OFDM通信系统；利用OFDM载波个数、载波频率、系 统带宽参数，并根据长期演进LTE标准设置OFDM通信系统。 优选地，所述步骤3包括： 步骤3. 1 :在时域信道中选择时域信道节点，即采样时刻； -步骤3.I. 1 :从建立的OFDM通信系统的信道中选择时域信道节点，所述OFDM通 信系统包括L个传输路径，每个所述传输路径包括N个信道信息，且所述时域信道节点为每 个传输路径中任选地M个信道信息，其中L>0,N>0,M>0,且M满足M〈〈N; -步骤3. 1. 2 :计算传播路径的瞬时冲击响应，计算公式如下： hj= 1,M=， hnjl=alnhljM, aln=， 且 0 彡I彡L-I， 式中：L表示OFDM通信系统中整个信道所包含的传输路径数，N表示每个传输路径 包含的信道信息数，1表示OFDM通信系统中的第1个传输路径，Ill表示第1个传输路径的 N个信道信息组成的时域信道矩阵，hnil表示第1个传输路径的第n个信道信息，alin表示 第1传播路径在第n时刻对应的权值，hNu表示第1个传输路径的第N-I个信道信息，mM 表示选取的第M个采样时间点，M表示所选取的采样时间点矩阵，hUM表示第1个传输路径 根据M个选取的采样时间点构成的信道信息矩阵，Isf,/表示第1个传输路径在第M个选取 的采样时间点的信道信息，alin表示IXM维权重矩阵，aU(Hi1)表示第1个传输路径的第n时刻的冲击响应在第i个选中的采样时间点对应的权值，Hi1表示第i个选取的采样点，其 中1彡i彡M0 -步骤3. 1. 3 :根据传播路径的瞬时冲击响应计算域信道节点的权重，计算公式如 下： 式中，E□表示期望运算，表示第1个传输路径在根据M个选取的采 样时间点构成的信道信息矩阵的共辄转置，E的值最小； 当在高移动环境下的无线传输信道符合Jakes模型，则： 式中：J。表不0阶贝塞尔方程，T彦不表不OFDM系统的米样周期，;为矩阵hliM 中的第i个元素，fd表示多普勒频偏，参数V表示接收端移动速度，参数c表示光速，参数f。 表示载波频率，参数9表示基站与接收端之间的夹角，m表示第m个时刻，n表示第n个时 亥1J，mM表不选取的第M个米样时刻，J表不时变信道的归一化相关函数； -步骤3. 1. 4 :根据求解得到的时域信道节点进行信道估算，计算公式如下： 且比=a九』， a1=[a10,au，…，a1NJT， 式中：a丨表不第1个传输路径中一个OFDM符号的权重矩阵，aM1表不第1个传 输路径在第N-I个时刻对应的权重值，a。表示第〇个传输路径中一个OFDM符号的权重矩当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：测量真实场景中的系统参数；步骤2：根据真实场景中的系统参数设置正交频分复用OFDM通信系统；步骤3：根据正交频分复用OFDM通信系统中得出的统计特性建立信道模型；步骤4：根据信道模型消除子载波间干扰ICI；步骤5：根据统计信息设计信道估计方法，获得估计后的信道信息；步骤6：利用估计后的信道信息进行数据处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任翔，陈文，邵小飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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