【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信，尤其涉及一种时延多普勒信道估计方法和装置、电子设备、存储介质。
技术介绍
1、相关技术中，正交时频空(otfs)调制已经在抵抗时延和多普勒干扰中展示了优越的性能。信道估计在otfs系统中至关重要，它直接影响下一阶段检测器的性能表现。现有的估计算法种类繁多，具有不同的优势和缺陷。例如，有基于数据辅助的叠加导频信道估计方法，该方法的信道估计与信号检测算法通过合作的方法一同迭代，计算复杂度较高。又例如，基于互相关检测的信道估计算法也被提出，该算法采用暴力搜索，计算不同数值的多普勒响应与对应径上的多普勒响应的互相关值，通过找到最大的互相关值以找到对应的多普勒数值，该方法能够精确地估计分数阶多普勒，但计算复杂度较高。
2、可见，相关技术的缺点在于，信道估计的复杂度较高，导致通信有效性差。
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提出一种基于时延多普勒信道估计方法和装置、电子设备、存储介质，能够降低信道估计复杂度，提高估计精度和效率，从而提高通信的有效性和可靠性。
2、为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提出了一种时延多普勒信道估计方法，所述方法包括：
3、获取在正交时频空调制系统中的发送时延多普勒域矩阵和接收时延多普勒域矩阵，基于所述发送时延多普勒域矩阵和接收时延多普勒域矩阵构建待估计信道矩阵；
4、获取在所述正交时频空调制系统中的接收信号的线性表达式，所述线性表达式根据所述接收信号根据所述发送时延多普勒域矩阵和待估计
5、通过对所述发送时延多普勒域矩阵进行奇异值分解得到酉矩阵；
6、根据酉矩阵、和所述相乘结果进行运算，得到第一矩阵相乘结果，根据所述酉矩阵和所述噪声向量进行运算，得到第二矩阵相乘结果，根据所述第一矩阵相乘结果和所述第二矩阵相乘结果进行求和，得到酉变换输出矩阵；
7、将所述第一矩阵相乘结果作为辅助变量，获取信道噪声的噪声精度，获取稀疏精度向量；
8、计算在酉变换输出矩阵下，所述待估计信道向量、所述辅助变量、所述噪声精度、所述精度向量之间的条件联合概率分布，得到目标条件联合概率分布；
9、基于所述目标条件联合概率分布对所述待估计信道向量进行求解，得到目标信道估计矩阵。
10、在一些实施例，所述目标信道估计矩阵包括与连续的多个信号帧中的每个所述信号帧对应的信道估计子向量，所述稀疏精度向量包括与每个所述信号帧对应的稀疏精度子向量；
11、所述基于所述目标条件联合概率分布对所述待估计信道向量进行求解，得到目标信道估计矩阵，包括：
12、对迭代次数、残差矩阵、超参数向量、信道估计误差的方差、所述噪声精度、和所述稀疏精度子向量进行初始化；
13、执行迭代过程，所述迭代过程包括：根据所述残差矩阵、超参数向量、信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量；将当前迭代的所述信道估计子向量作为连续的多个所述信号帧中第一个信号帧的信道估计子向量，使所述第一个信号帧之后的每个所述信号帧根据前一个信号帧的信道估计子向量、和所述噪声精度生成所述信号帧的信道估计子向量，并根据前一个信号帧的信道估计子向量、所述噪声精度和所述稀疏精度子向量生成所述信号帧的稀疏精度子向量；将所述迭代次数加1，重复执行所述迭代过程，直至所述迭代次数大于预设的次数阈值。
14、在一些实施例，所述根据所述残差矩阵、超参数向量、信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量，包括：
15、根据所述残差矩阵、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、和所述待估计信道矩阵进行计算，得到实际观测信号的均值向量；其中，将所述实际观测信号的均值向量作为连续的多个所述信号帧中第一个信号帧的均值向量，使所述第一个信号帧之后的每个所述信号帧将前一个信号帧的均值向量作为所述信号帧的均值向量；
16、根据所述实际观测信号的均值向量、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述酉变换输出矩阵、和前一次迭代的所述信道估计子向量进行计算，得到接收信号的伪均值向量；将所述接收信号的伪均值向量作为连续的多个所述信号帧中第一个信号帧的伪均值向量，使所述第一个信号帧之后的每个所述信号帧将前一个信号帧的伪均值向量作为所述信号帧的伪均值向量；
17、根据所述接收信号的伪均值向量、所述接收信号的伪方差、和前一次迭代的所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量。
18、在一些实施例，所述根据所述残差矩阵、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、和所述待估计信道矩阵进行计算，得到实际观测信号的均值向量，包括：
19、根据所述信道估计误差的方差和所述超参数向量进行计算，得到实际观测信号的方差；
20、根据所述实际观测信号的方差、所述待估计信道矩阵、和所述残差矩阵进行计算，得到所述实际观测信号的均值向量。
21、在一些实施例，所述根据所述实际观测信号的方差、所述待估计信道矩阵、和所述残差矩阵进行计算，得到所述实际观测信号的均值向量，包括：
22、通过对所述发送时延多普勒域矩阵进行奇异值分解得到对角矩阵；
23、对所述发送时延多普勒域矩阵进行矩阵转换，得到循环块循环矩阵；其中，所述循环块循环矩阵根据循环位移单位矩阵与每一行的所述行元素进行矩阵相乘得到，所述循环位移单位矩阵依据所述行元素的行数进行循环位移；
24、基于所述循环块循环矩阵，对所述对角矩阵的对角元素向量、所述待估计信道矩阵、所述实际观测信号的方差、和所述残差矩阵进行矩阵相乘转化，得到所述实际观测信号的均值向量。
25、在一些实施例，所述根据所述实际观测信号的均值向量、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述酉变换矩阵、和前一次迭代的所述信道估计子向量进行计算，得到接收信号的伪均值向量，包括：
26、根据所述实际观测信号的方差和前一次迭代的所述噪声精度进行计算，得到所述辅助变量的方差；
27、根据所述实际观测信号的均值向量、所述实际观测信号的方差、所述噪声精度、和所述酉变换输出矩阵进行计算，得到辅助变量估计向量；
28、根据所述酉变换输出矩阵、所述辅助变量估计向量、和所述信道估计误差的方差进行计算，得到当前迭代的噪声精度；
29、根据所述实际观测信号的方差、和所述噪声精度，得到残差矩阵的方差；
30、根据所述残差矩阵的方差、所述酉变换输出矩阵、和所述实际观测信号的均值进行计算，得到残差矩阵；
31、根据时隙数量、子载波数量、所述超参数向量、和所述残差矩阵的方差进行计算，得到接收信号的伪方差；
32、根据所述信道估计子向量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述目标信道估计矩阵包括与连续的多个信号帧中的每个所述信号帧对应的信道估计子向量，所述稀疏精度向量包括与每个所述信号帧对应的稀疏精度子向量；
3.根据权利要求2所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述残差矩阵、超参数向量、信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量，包括：
4.根据权利要求3所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述残差矩阵、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、和所述待估计信道矩阵进行计算，得到实际观测信号的均值向量，包括：
5.根据权利要求4所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述实际观测信号的方差、所述待估计信道矩阵、和所述残差矩阵进行计算，得到所述实际观测信号的均值向量，包括：
6.根据权利要求4所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述实际观测信号的均值向量、所述超参数向量、所
7.根据权利要求3所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述接收信号的伪均值向量、所述接收信号的伪方差、和前一次迭代的所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量，包括：
8.时延多普勒信道估计装置，其特征在于，所述装置包括：
9.电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的时延多普勒信道估计方法。
10.计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的时延多普勒信道估计方法。
...【技术特征摘要】
1.时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述目标信道估计矩阵包括与连续的多个信号帧中的每个所述信号帧对应的信道估计子向量，所述稀疏精度向量包括与每个所述信号帧对应的稀疏精度子向量；
3.根据权利要求2所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述残差矩阵、超参数向量、信道估计误差的方差、所述噪声精度、所述稀疏精度子向量进行计算，得到当前迭代的所述信道估计子向量，包括：
4.根据权利要求3所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述残差矩阵、所述超参数向量、所述信道估计误差的方差、和所述待估计信道矩阵进行计算，得到实际观测信号的均值向量，包括：
5.根据权利要求4所述的时延多普勒信道估计方法，其特征在于，所述根据所述实际观测信号的方差、所述待估计信道矩阵、和所述残差矩阵进行计算，得到所述实际观测信号的均值向量，包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟杰，韦新元，刘凡，张睿恒，崔原豪，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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