一种多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法技术方案

技术编号:19011610 阅读:136 留言:0更新日期:2018-09-22 11:01
本发明专利技术涉及一种多用户OFDM系统基于最小化调整互相关集合元素加权平均和的导频设计新算法,将信道估计转化为结构化压缩感知理论中的稀疏信号重建问题,以最小化恢复矩阵的调整互相关集合的加权平均和为优化目标同时进行多个上行用户导频位置集合的优化设计。结合已有的DSO算法,将设计单个导频集合的DSO算法扩展到多个导频位置集合的设计,使用此导频设计的方法能够确保每一个用户在基于结构化压缩感知的信道估计中均具有较低的均方误差,从而提高信道估计的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法
本专利技术涉及一种应用于多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法,属于通信系统中导频辅助的信道估计和导频设计

技术介绍
随着移动通信技术的发展,在高速移动性条件下为越来越多的用户提供高质量的服务已经成为通信系统发展的目标。但当移动速度超过300Km/h时无线信道呈现频率-时间双选择性(Doubly-Selective,DS),OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)系统子载波的正交性将被破坏,因此带来的子载波间干扰(InterCarrierInterference,ICI)为信道估计增加了困难。传统的信道估计没有考虑信道的内在稀疏性,需要引入大量导频,而压缩感知(CompressedSensing,CS)技术能够利用较少的样本高精度地恢复出稀疏信号,为信道估计提供了一种可减少导频数目的解决方案。为了对双选择信道进行信道估计,同时减少待估计信道系数的个数,将结构化压缩感知(DistributedCompressiveSensing,DCS)应用于基于CE-BEM(Com本文档来自技高网...
一种多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法

【技术保护点】
1.一种应用于多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法,其特征在于:针对多用户OFDM系统上行双选择稀疏信道估计,基于最小化恢复矩阵的调整互相关集合元素加权平均和的导频设计新方法,包括如下步骤:步骤1),利用基扩展信道模型对多用户OFDM系统上行双选择稀疏信道进行建模:将信道抽头不同时刻的抽头响应转化为少量正交基函数的线性加权叠加,其中信道信息由权重系数表示,从而实现信道系数的降维;步骤2),基于步骤1)中建立的系统模型基础上,利用结构化压缩感知理论获得信道估计恢复矩阵Φ步骤3),基于压缩感知信号重建条件,多个用户的导频设计的问题最终转化为

【技术特征摘要】
1.一种应用于多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法,其特征在于:针对多用户OFDM系统上行双选择稀疏信道估计,基于最小化恢复矩阵的调整互相关集合元素加权平均和的导频设计新方法,包括如下步骤:步骤1),利用基扩展信道模型对多用户OFDM系统上行双选择稀疏信道进行建模:将信道抽头不同时刻的抽头响应转化为少量正交基函数的线性加权叠加,其中信道信息由权重系数表示,从而实现信道系数的降维;步骤2),基于步骤1)中建立的系统模型基础上,利用结构化压缩感知理论获得信道估计恢复矩阵Φ步骤3),基于压缩感知信号重建条件,多个用户的导频设计的问题最终转化为其中Nu为用户个数,bk为第k个用户的加权系数,门限值T设定为0.15,为第k个用户恢复矩阵Φ(k)的调整互相关值,为恢复矩阵Φ(k)对应的格拉姆矩阵G(k)=(Φ(k))HΦ(k)第p行第q列的元素,为Nu个用户的有效导频位置集合;步骤4),为了获得具有较小调整互相关值的恢复矩阵,通过DSO的扩展算法,获得最终优化的导频位置向量2.根据权利要求1所述的应用于多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法,其特征在于:所述步骤1中,建立第k个用户,第l个信道抽头的基扩展模型为:其中,L为信道长度,Q为信道阶数,基函数矩阵V=[v0,...,vQ-1]∈CN×Q,是第q个基函数,c(k)[q,l]为对应BEM(BasisExpansionModel)系数,则第k个用户不同时刻的所有抽头冲激响应可表示为:IL是L×L的单位矩阵,根据公式其中,WN为N点快速傅里叶变换矩阵,j2=-1,m,n∈[0,N-1],为h(k)的频域表示,X(k)为频域输入信号,获得第k个用户的频域接收信号为是将单位矩阵IN循环移位次所得,当时右移,反之左移,是以为对角线元素的N×N矩阵,WL是取WN前L列的子矩阵。3.根据权利要求1所述的应用于多用户OFDM系统双选择稀疏信道的导频设计方法,其特征在于:所述步骤2)中,为消除ICI,采用的导频集合包含两部分:(2Q-2)D个保护导频与D个有效导频,将第k个用户的有效导频位置表示为保护导频位于它有效导频的两侧,然后通过去耦处理,将接收信号R(k)变为Q-1个等式:其中有效导频子载波为其对角...

【专利技术属性】
技术研发人员:何雪云李慧
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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