一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法技术

本发明专利技术提供一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，包括步骤S1、从OFDM解调模块同步信道变化速率信息；步骤S2、自适应地对观察窗内的接收信号流进行分割；步骤S3、对分割后信号进行碎片化CAF计算；步骤S4、对CAF碎片进行求模相加处理，得到完整信号流的谱域特征；步骤S5、选取能量最大的谱域特征值为目标特征值；步骤S6、对目标特征值进行解映射，得到相应的统计谱域信号。本发明专利技术的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法能够抵抗信道参数频繁变化对循环平稳特性带来的白化作用，有效保护统计谱域信号相干特征的识别，从而提高统计谱域信号在时变信道中的检测性能；尤其适用于变化速率较快的信道。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信的
，特别是涉及一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法。
技术介绍
20世纪70年代，Weistein和Ebert等人应用离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform，DFT)和快速傅里叶变换(FastFourierTransformFFT)研制了一个完整的多载波传输系统，即正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)系统。OFDM是多载波调制的一种，其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(InterCarrierInterference，ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的数据流可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。同时，由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。在向B3G/4G演进的过程中，OFDM是关键的技术之一，其可以结合分集、时空编码、干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，从而最大限度地提高了系统性能。近年来，有关信号循环平稳特性的研究与应用，在通信领域尤其是认知无线电领域得到了广泛的普及。其中，循环延时分集(CyclicDelayDiversity，CDD)作为一项性能优越、标准兼容性好的多天线分集技术，已被收录于LTE与LTE-A的标准之中。CDD技术能够在无线环境中获得足够的空间分集增益，并通过循环延时操作把空间分集转换为频率分集，从而在OFDM系统的频域上加入冗余性，以显著增强OFDM系统的性能。CDD-OFDM信号的循环平稳特性是由循环前缀(CyclicPrefix，CP)与CDD这两种操作引入的。具体而言，CP与CDD操作使得CDD-OFDM信号产生了内在的隐性周期特性，该特性体现在信号自相关函数的周期变化上。从循环自相关的角度上观察，就可以在循环频率和延时参数索引的二维平面上找到CP与CDD分别诱导的可分辨的循环平稳分量。CP诱导的循环平稳特性取决于系统FFT大小与CP长度。但通常情况下，OFDM系统的这两个参数是固定的，这就限制了CP诱导循环平稳特征的应用。另一方面，CDD诱导的循环平稳特征的位置和大小可灵活地通过调节循环延时量而进行人为控制，且在发送端就可以实现，这就为CDD诱导循环平稳特征的应用提供了有利条件。现有的基于循环平稳特性的统计谱域复用传输系统利用传统CDD-OFDM系统的硬件结构，通过频域传输常规的CDD-OFDM信息比特流的同时，还额外开辟了一条独立的统计谱域传输信道，将动态改变循环延时量映射成统计谱域信息，并隐性地嵌入常规的CDD-OFDM信息比特流之中。具体而言，统计谱域信道的传输原理是将发送信息比特流分为两部分：一部分作为常规的CDD-OFDM信号在频域进行处理发送；另一部分送到循环延时调制模块中，将编码比特映射成一个个循环延时矢量。CDD-OFDM发射模块根据这一循环延时矢量，对每L个OFDM符号进行循环延时操作，这里每L个OFDM符号组成一个统计谱域单元观测长度。在每个观测单元长度之内，CDD-OFDM信号的循环平稳特征携带了统计谱域信道的复用信息。然而，现有的统计谱域信号的检测方法在时不变信道或变化速率较低的时变信道环境下性能良好，而在变化速率较高的时变信道环境下，其检测性能将受到严重影响。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，通过一种自适应分段求模相加技术来进行不同的信道变化速率下的统计谱域信号的检测。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，包括以下步骤：步骤S1、从OFDM解调模块同步信道变化速率信息；步骤S2、根据所述信道变化速率信息，自适应地对观察窗内的接收信号流进行分割；步骤S3、对分割后信号进行碎片化CAF计算；步骤S4、对CAF碎片进行求模相加处理，得到完整信号流的谱域特征；步骤S5、选取能量最大的谱域特征值为目标特征值；步骤S6、对目标特征值进行解映射，得到相应的统计谱域信号。根据上述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其中：所述步骤S1中，同步信道变化速率信息时，仅需得到信道变化速率和每一段信道状态的覆盖时段，而不需估计每段信道状态内的具体信道参数。根据上述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其中：所述步骤S2中，对接收信号流进行分割时，仅需根据每一段信道状态的覆盖时段进行信号流分割，而不需要知道信号流的具体内部数据。根据上述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其中：所述步骤S3中，进行碎片化CAF计算时，自适应地参照每一段信道状态的覆盖时段进行碎片化处理，碎片化的CAF值不需要根据碎片长度进行归一化计算。根据上述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其中：在双天线系统，循环频率为b＝M时，观察窗内收集到的循环平稳特征为其中，M＝N+CP长度，N表示系统子载波总数，L为观察窗长度，τ是延时参数，(·)H是共轭转置计算，hl是信道的离散时间冲击响应，是信道阶数，v(n)是加性高斯白噪声，Cs(n,τ)表示接收信号的符号间相干性，且 C s ( m , τ ) = 1 N T N Σ m = - ∞ + ∞ p ( n - mM ) p ( n + τ - mM ) W τ ]]>其中中间变量 W τ = Σ k = 0 N 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、从OFDM解调模块同步信道变化速率信息；步骤S2、根据所述信道变化速率信息，自适应地对观察窗内的接收信号流进行分割；步骤S3、对分割后信号进行碎片化CAF计算；步骤S4、对CAF碎片进行求模相加处理，得到完整信号流的谱域特征；步骤S5、选取能量最大的谱域特征值为目标特征值；步骤S6、对目标特征值进行解映射，得到相应的统计谱域信号。

【技术特征摘要】
1.一种自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、从OFDM解调模块同步信道变化速率信息；
步骤S2、根据所述信道变化速率信息，自适应地对观察窗内的接收信号流进行分割；
步骤S3、对分割后信号进行碎片化CAF计算；
步骤S4、对CAF碎片进行求模相加处理，得到完整信号流的谱域特征；
步骤S5、选取能量最大的谱域特征值为目标特征值；
步骤S6、对目标特征值进行解映射，得到相应的统计谱域信号。
2.根据权利要求1所述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：所
述步骤S1中，同步信道变化速率信息时，仅需得到信道变化速率和每一段信道状态的覆
盖时段，而不需估计每段信道状态内的具体信道参数。
3.根据权利要求1所述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：所
述步骤S2中，对接收信号流进行分割时，仅需根据每一段信道状态的覆盖时段进行信号
流分割，而不需要知道信号流的具体内部数据。
4.根据权利要求1所述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：所
述步骤S3中，进行碎片化CAF计算时，自适应地参照每一段信道状态的覆盖时段进行碎
片化处理，碎片化的CAF值不需要根据碎片长度进行归一化计算。
5.根据权利要求1所述的自适应信道变化速率的统计谱域信号的检测方法，其特征在于：在
双天线系统，循环频率为b＝M时，观察窗内收集到的循环平稳特征为
其中，M＝N+CP长度，N表示系统子载波总数，L为观察窗长度，τ是延时参数，(·)H是
共轭转置计算，hl是信道的离散时间冲击响应，是信道阶数，v(n)是加性高斯白噪声，
Cs(n,τ)表示接收信号的符号间相干性，且
C s ( m , τ ) = 1 N T N Σ m = - ∞ + ∞...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐天衡，姚沙，胡宏林，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海;31