一种基于深度神经网络的OFDM系统信道估计方法技术方案

技术编号:45940515 阅读:16 留言:0更新日期:2025-07-25 18:05
本发明专利技术提出了一种基于深度神经网络的OFDM系统信道估计方法,包括以下步骤:生成仿真信道数据作为测试样本,包括接收信号和导频信号;搭建深度神经网络架构,配置优化器训练参数,进行模型训练;将接收信号和导频信号使用传统算法估计,得到粗估计值;将信号输入训练好的深度神经网络,得到细估计值,将细估计值与粗估计值结合,得到最终的信道估计值;在不同信道环境下进行多次仿真试验,评估性能是否满足要求,若不满足,则调整传统算法和深度神经网络参数,重新进行数据处理、估计和评估,直到满足要求后结束流程。本发明专利技术结合传统算法和深度学习,设计一种低复杂度、高精度的混合信道估计方法,提升OFDM系统在复杂信道环境下的信道估计性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域,具体为一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法。


技术介绍

1、ofdm技术因其高频谱效率和抗多径衰落能力强的特点,广泛应用于4g/5g移动通信、光通信等领域。然而,ofdm系统对信道失真非常敏感,信道估计的准确性直接影响接收端的信号恢复质量。传统的信道估计方法,如最小二乘法(ls),虽然计算过程简单,可抗噪性能较差,在低信噪比的场景下难以满足高精度的估计需求。而最小均方误差(mmse)算法虽能利用信道统计信息优化估计精度,性能相对更优,但它依赖于已知的信道协方差矩阵,在实际通信过程中,由于获取准确的信道协方差矩阵难度大,限制了该算法的实际应用。

2、近年来,深度学习技术在非线性建模和数据驱动优化中表现出色,尤其是在图像处理、自然语言处理等领域取得了显著成果。将深度学习技术应用于信道估计,能够通过神经网络学习信道特性,降低导频开销,提升估计精度,并适应复杂的信道环境。然而,现有的基于深度学习的信道估计方法,如在高速移动场景下,mse显著上升,仍然呈现出泛化能力不足、网络复杂度高、难以部署于实时系统等问题。...

【技术保护点】

1.一种基于深度神经网络的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于深度神经网络的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,采用Min-Max归一化方法,将生成的信道数据归一化到区间。

3.根据权利要求2所述的一种基于深度神经网络的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,所述优化器选原则Adam优化器,其训练参数为:学习率设置为0.0001-0.01,根据训练过程中的收敛情况进行调整,批量大小设置为32-128,以平衡内存占用和训练效率,训练轮数设置为200-500轮,通过验证数据的损失函数J值判断模型是否收敛,避免过拟合。<...

【技术特征摘要】

1.一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法,其特征在于,采用min-max归一化方法,将生成的信道数据归一化到区间。

3.根据权利要求2所述的一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法,其特征在于,所述优化器选原则adam优化器,其训练参数为:学习率设置为0.0001-0.01,根据训练过程中的收敛情况进行调整,批量大小设置为32-128,以平衡内存占用和训练效率,训练轮数设置为200-500轮,通过验证数据的损失函数j值判断模型是否收敛,避免过拟合。

4.根据权利要求3所述的一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法,其特征在于,采用l2正则化和dropout技术防止模型过拟合:在dnn中添加dropout层,dropout概率设置为0.2-0.5,随机丢弃部分神经元,减少神经元之间的共适应现象;对模型参数应用l2正则化,惩罚过大的参数值,l2正则化的损失函数在原损失函数j的基础上增加正则化项:,其中λ是正则化系数,w是模型参数集合。

5.根据权利要求2所述的一种基于深度神经网络的ofdm系统信道估计方法,其特征在于,步骤3使用的mmse算法,采用自适应导频插入方法作为改进策...

【专利技术属性】
技术研发人员:王磊宋闰杰
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:

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