一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质，应用于多输入多输出仿射频分复用无线通信系统。该方法在离散仿射傅里叶变换域上实现，其首先根据等效信道矩阵的循环特性在任一发送端天线上合理安排导频符号在发送信号中的位置，任一接收端天线接收到的导频符号就是该发送端天线到该接收端天线之间的等效信道矩阵中某一列的非零带，再依据在AFDM域中等效信道矩阵的可对角重构特点，对接收到的导频符号进行对角重构，递推出等效信道矩阵中其他列的非零带，进而估计出每对发送端天线和接收端天线之间的等效信道矩阵，实现信道估计。本申请信道估计准确性高，计算复杂度低，在工程上的应用前景非常广。的应用前景非常广。的应用前景非常广。

【技术实现步骤摘要】
一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]目前，在基于仿射频分复用(AFDM，affine frequency division multiplexing)的多输入多输出(MIMO，multiple
‑
inputmultiple
‑
output)系统中，为了对每条接收端天线的接收信号进行均衡与检测，需要对这些信号所经过的复杂信道进行估计来得到所有的信道状态信息，接收机的检测性能直接取决于信道估计的准确性。对比于单天线仿射频分复用系统，如何实施低复杂度且准确的信道估计是多输入多输出仿射频分复用(MIMO
‑
AFDM)无线通信系统中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质，解决如何在多输入多输出仿射频分复用无线通信系统中实施低复杂度且准确的信道估计的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供一种导频辅助对角重构信道估计方法，所述方法应用于多输入多输出仿射频分复用无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：
[0005]在任一发送端天线所发出的发送信号的预设位置设置导频符号，确定所述导频符号在所述预设位置所对应的第一坐标；
[0006]在任一接收端天线的接收信号中，根据所述第一坐标，确定所述导频符号在任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵中的第二坐标；
[0007]根据所述第二坐标的绝对幅值进行基于门限的能量检测，得到所述等效信道矩阵中所述第一坐标所属列中数值大的非零值；
[0008]对所述第一坐标所属列中数值大的非零值进行对角重构，递推出所述等效信道矩阵中其余列中数值大的非零值，并根据所有列中数值大的非零值，得到所有发送端天线和接收端天线在离散仿射傅里叶变换域中的等效信道矩阵。
[0009]进一步地，所述预设位置与所述第一坐标一一对应，通过以下公式确定所述第一坐标：
[0010][0011]式中，t＝1,2,
……
,N
t
为发送端天线，x
t
[m]为第t条发送端天线发送的发送信号，m1为第一坐标，为第一数值，l
max
为最大时延，α
max
是最大整数多普勒频移，k
v
为间隔因子是一个非负整数。
[0012]进一步地，任一发送端天线所发送的发送信号和任一接收端天线所接收的接收信
号之间的矩阵表达如下式：
[0013]y＝H
r,t
x+w
[0014]式中，y为接收端天线在DAFT域的接收信号向量，x为发送端天线在DAFT域的发送信号向量，w为噪声向量，H
r,t
是任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵。
[0015]进一步地，所述第二坐标如下式：
[0016][0017]式中，m2为第二坐标。
[0018]进一步地，通过以下公式进行基于门限的能量检测：
[0019][0020]式中，为任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵中第一坐标所属列中数值大的非零值；r＝1,2,
……
,N
r
为接收端天线；y
r
[m2]为第r条接收端天线的接收信号中第二坐标位置上对应的导频符号；为第t条发送端天线的第一坐标。
[0021]进一步地，对所述第一坐标所属列中数值大的非零值进行对角重构，递推出所述等效信道矩阵中其余列中数值大的非零值，包括：
[0022]设置转换因子，根据所述等效信道矩阵的循环特性，将所述转换因子与所述第一坐标所属列中数值大的非零值相乘，得到所述等效信道矩阵中第一坐标所属列的右下对角所属未知列中数值大的非零值，并递推出所述等效信道矩阵中其余列中数值大的非零值。
[0023]进一步地，所述转换因子如下式：
[0024][0025]式中，为转换因子，N为子载波数，子载波序号m,m'＝0,1,
……
,N
‑
1，c2为任意无理数或远小于1/(2N)的有理数，l'为特定时延，(.)
N
代表以N取模操作。
[0026]本专利技术第二方面提供一种导频辅助对角重构信道估计系统，所述系统应用于多输入多输出仿射频分复用无线通信系统中，所述系统包括：
[0027]导频设置模块，用于在任一发送端天线所发出的发送信号的预设位置设置导频符号，确定所述导频符号在所述预设位置所对应的第一坐标；
[0028]第二坐标获取模块，用于在任一接收端天线的接收信号中，根据所述第一坐标，确定所述导频符号在任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵中的第二坐标；
[0029]能量检测模块，用于根据所述第二坐标的绝对幅值进行基于门限的能量检测，得到所述等效信道矩阵中所述第一坐标所属列中数值大的非零值；
[0030]信道估计模块，用于对所述第一坐标所属列中数值大的非零值进行对角重构，递推出所述等效信道矩阵中其余列中数值大的非零值，并根据所有列中数值大的非零值，得到所有发送端天线和接收端天线在离散仿射傅里叶变换域中的等效信道矩阵。
[0031]本专利技术第三方面提供一种电子设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面中任意一项所述的导频辅助对角重构信道估计方法。
[0032]本专利技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述第一方面中任意一项所述的导频辅助对角重构信道估计方法。
[0033]本专利技术提供一种导频辅助对角重构信道估计方法、系统、设备及介质，与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：可应用于多输入多输出仿射频分复用无线通信系统，在对信道进行估计时的误比特率低，准确性高，相比于传统的导频辅助信道估计方法占用了更少的通信资源，计算复杂度更低，大大提高了信道估计的效率，在工程上被采用的前景非常广。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术某一实施例提供的N
t
×
N
r
多输入多输出仿射频分复用无线通信系统模型图；
[0036]图2是本专利技术某一实施例提供的一种导频辅助对角重构信道估计方法的流程图；
[0037]图3是本专利技术某一实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导频辅助对角重构信道估计方法，其特征在于，所述方法应用于多输入多输出仿射频分复用无线通信系统中，所述方法包括以下步骤：在任一发送端天线所发出的发送信号的预设位置设置导频符号，确定所述导频符号在所述预设位置所对应的第一坐标；在任一接收端天线的接收信号中，根据所述第一坐标，确定所述导频符号在任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵中的第二坐标；根据所述第二坐标的绝对幅值进行基于门限的能量检测，得到所述等效信道矩阵中所述第一坐标所属列中数值大的非零值；对所述第一坐标所属列中数值大的非零值进行对角重构，递推出所述等效信道矩阵中其余列中数值大的非零值，并根据所有列中数值大的非零值，得到所有发送端天线和接收端天线在离散仿射傅里叶变换域中的等效信道矩阵。2.根据权利要求1所述的一种导频辅助对角重构信道估计方法，其特征在于，所述预设位置与所述第一坐标一一对应，通过以下公式确定所述第一坐标：式中，t＝1,2,
……
,N
t
为发送端天线，x
t
[m]为第t条发送端天线发送的发送信号，m1为第一坐标，为第一数值，l
max
为最大时延，α
max
是最大整数多普勒频移，k
v
为间隔因子是一个非负整数。3.根据权利要求1所述的一种导频辅助对角重构信道估计方法，其特征在于，任一发送端天线所发送的发送信号和任一接收端天线所接收的接收信号之间的矩阵表达如下式：y＝H
r,t
x+w式中，y为接收端天线在DAFT域的接收信号向量，x为发送端天线在DAFT域的发送信号向量，w为噪声向量，H
r,t
是任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵。4.根据权利要求2所述的一种导频辅助对角重构信道估计方法，其特征在于，所述第二坐标如下式：式中，m2为第二坐标。5.根据权利要求2所述的一种导频辅助对角重构信道估计方法，其特征在于，通过以下公式进行基于门限的能量检测：式中，为任一发送端天线和任一接收端天线之间的等效信道矩阵中第一坐标所属列中数值大的非零值；r＝1,2,
……
,N
r
为接收端天线；y
r
[m2]为第r条...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐燕群，尹浩然，魏玺章，赖涛，邓天伟，姜园，赵磊，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：