一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法技术

本发明专利技术属于无线通信、信道估计及干扰抑制技术领域，涉及一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法。所述方法，包括：对基带信号进行OTFS调制及上变频后得到射频信号并发射；标签吸收环境信号的能量根据自身携带的比特信息选择对接收的信号反射或不反射实现信号，读写器接收信号；读写器对接收信号进行LS信道估计直接和反射链路信道单位冲激响应；对射频源信号实现OTFS解调并进行MMSE检测；采用最大似然估计对标签信号进行检测；通过仿真分别计算直接和反射链路使用BEM拟合并进行LS估计的归一化均方误差和标签信号误码率。所述方法降低信道对多普勒的敏感性，具有更好的均衡性能，从而提升了信道估计的准确性。而提升了信道估计的准确性。而提升了信道估计的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法


[0001]本专利技术属于无线通信的信道估计
，涉及一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法。

技术介绍

[0002]正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术在4G中对于时不变的频率选择性信道实现了高频谱效率，但它对时变信道性能表现下降明显，为了克服OFDM的双选衰落，提出正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术。OTFS系统的时延
‑
多普勒域的特性，使得信号对信道的敏感性减弱，提高抗干扰能力，在多普勒频移较大的衰落信道中仍能表现出良好的性能，可见在高速移动场景下，OTFS 远超OFDM技术。
[0003]环境反向散射(Ambient Backscatter Communication,AmBC)技术是指设备通过反射周围环境中的射频信号，以实现其与接收端的通信。AmBC技术的出现将会促进物联网技术发展和应用，极大降低了通信的成本和功耗，提高能量利用率。将AmBC技术与OTFS系统相结合，提升系统的误码率。
[0004]在无线通信系统中，系统的性能受传播路径制约，由于多径信道调制，接收端的接收信号会存在衰落，信道衰落会对接收端信号恢复产生严重的影响，因此，信道估计是否合理会会直接影响接收信号的调制结果。在检测传输数据之前，可以通过利用导频估计出的信道状态信息，在读写器处恢复出原始发送的信号。由于多径传播和多普勒效应，时延
‑
多普勒域中的每个数据符号都受到来自其相邻符号的干扰。为了保证通信质量，进行基于导频辅助的最小二乘准则(least squares,LS)信道估计深入研究以优化系统性能，LS估计方法实现简单、复杂度低，确保AmBC
‑
OTFS系统具有良好的误码性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有AmBC通信系统在高速移动场景中干扰大，误码率高等问题，提出了一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：
[0007]所述AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法，依托的系统包括射频源、标签和读写器；所述射频源将OTFS调制后的信号发射出去，发射信号经直接链路和反射链路到达读写器；反射链路中的标签收集能量并根据自身携带的标签符号对环境射频信号进行调制后再决定是否反射射频源信号。
[0008]所述LS信道估计方法，包括如下步骤：
[0009]S1、射频源对基带信号进行星座映射、插入导频，进行OTFS调制及上变频得到环境射频信号，并把环境射频信号发射出去；
[0010]S2、环境射频信号分别经过直接链路信道和反射链路信道到达读写器，得到接收信号；
[0011]S3、读写器采用BEM模型拟合直接链路信道和反射链路信道的单位冲激响应，然后利用导频对直接链路信道和反射链路信道进行LS信道估计，得到直接链路估计向量H
d
和反射链路估计向量H
r
；
[0012]S4、对接收信号进行下变频得到基带接收信号再对基带接收信号进行 OTFS解调，得到频域接收信号X
’
；
[0013]S5、依据S3中得到的H
d
和H
r
，对频域接收信号X
’
进行MMSE均衡和星座图解映射，得到基带信号检测结果u；
[0014]S6、采用最大似然检测对标签符号进行检测，得到标签符号的检测结果，具体为：
[0015]S61、对基带信号检测结果u进行OTFS调制得到直接链路恢复信号
[0016]S62、分别计算H
d
、H
r
与相乘后得到的结果与基带接收信号的欧几里得距离D0、D1，对标签符号进行判定：若D0小于D1，则标签符号检测结果为“0”；若D1小于D0，则检测标签符号检测结果为“1”。
[0017]S1、具体为：
[0018]S11、射频源的基带信号S先进行星座映射，得到向量A；
[0019]S12、在S11星座映射后得到的向量A，插入导频转换为向量Q，再进行离散辛傅里叶逆变换得到向量X，然后通过海森伯格变换得到向量x完成 OTFS调制；
[0020]S13、将经S12中OTFS调制得到的向量x进行上变频后得到环境射频信号，再将环境射频信号经发射天线发射出去。
[0021]S13所述上变频包括中频上变频以及射频上变频。
[0022]S2所述标签对环境射频信号的调制过程具体为：当标签选择发送符号“0”给读写器时，对环境射频信号不进行反射；当标签选择发送符号“1”给读写器时，对环境射频信号进行反射。
[0023]S2所述标签符号包括导频符号和数据符号。
[0024]S4中，下变频包括射频下变频和中频下变频。
[0025]S4所述OTFS解调具体为：先进行离散辛傅里叶变换和魏格纳变换实现OTFS解调，得到频域接收信号X
’
。
[0026]有益效果
[0027]本专利技术所述的一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0028]1、所述信道估计方法利用了时延
‑
多普勒域信道的特性以及数据符号在时间和频率上的延展性，降低信道对多普勒影响的敏感性，具有更好的均衡性能，从而提升了信道估计的准确性；
[0029]2、OTFS在时频域复杂的特征转化成缓慢变化的时延多普勒域特性，避免了子载波间的干扰，同时有效抵抗多径衰落；
[0030]3、AmBC
‑
OTFS在高移速场景下对比AmBC
‑
OFDM系统抗干扰性能有一定的优势，更加适用于实际系统。
附图说明
[0031]图1是本专利技术一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法实施框图；
[0032]图2是本专利技术一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法的流程图；
[0033]图3是本专利技术一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法直射链路的估计误差对比图；
[0034]图4是本专利技术一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法反射链路的估计误差对比图；
[0035]图5是一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法具体实施时AmBC
‑ꢀ
OTFS的环境信号的误码率仿真结果；
[0036]图6是一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法具体实施时AmBC
‑ꢀ
OFDM的反向散射信号误码率仿真结果；
[0037]图7是本专利技术一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计平台的示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和实施例对本专利技术所述的一种A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AmBC的正交时频空间调制LS信道估计方法，依托的系统包括射频源、标签和读写器；所述射频源将OTFS调制后的信号发射出去，发射信号经直接链路和反射链路到达读写器；反射链路中的标签收集能量并根据自身携带的标签符号对环境射频信号进行调制后再决定是否反射射频源信号，其特征在于，所述LS信道估计方法，包括如下步骤：S1、射频源对基带信号进行星座映射、插入导频，进行OTFS调制及上变频得到环境射频信号，并把环境射频信号发射出去；S2、环境射频信号分别经过直接链路信道和反射链路信道到达读写器，得到接收信号；S3、读写器采用BEM模型拟合直接链路信道和反射链路信道的单位冲激响应，然后利用导频对直接链路信道和反射链路信道进行LS信道估计，得到直接链路估计向量H
d
和反射链路估计向量H
r
；S4、对接收信号进行下变频得到基带接收信号再对基带接收信号进行OTFS解调，得到频域接收信号X
’
；S5、依据S3中得到的H
d
和H
r
，对频域接收信号X
’
进行MMSE均衡和星座图解映射，得到基带信号检测结果u；S6、采用最大似然检测对标签符号进行检测，得到标签符号的检测结果，具体为：S61、对基带信号检测结果u进行OTFS调制得到直接链路恢复信号S62、分别计算H
d
、H
r
与相乘后得到的结果与基带接收信号的欧几里得距离D0、D1，对标签符号进行判定：若D0小于D1，则标签符号检测结果为“0”；若D1小于D0，则检测标签符号检测结果为“1”。2.根据权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，S1、具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏，卢继华，刘义伟，许欣，王琪，闫伟浩，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：