CN107181704B - 一种低复杂度的加权ls软迭代移动信道估计方法 - Google Patents

一种低复杂度的加权ls软迭代移动信道估计方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，迭代信道估计初始化；计算用户数据处信道频域特性值；计算频域均衡数据；获得解调星座符号；计算软比特信息；判断终止条件；计算重构调制符号数据；计算DFT预编码数据；计算DFT预编码数据的方差和协方差；插入导频，计算组帧数据；计算加权LS信道估计值和权重因子；计算零阶和三阶多项式模型拟合系数；计算最优信道长度；三阶多项式模型拟合系数滤波；更新用户数据处信道频域特性值。本发明具有低复杂度和高处理速度的优点，大大提高了迭代信道估计的性能，适用于移动无线通信系统。

Description

一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法。
背景技术
在无线通信系统中，发射信号经过无线信道后，受信道多普勒效应和多径效应的影响，会发生不同程度的畸变，为了消除信道对信号的影响，需要借助信道估计与均衡器。其中，信道估计精度对能否正确解调起着至关重要的作用。设计良好的信道估计算法可有效抵抗多普勒效应和多径效应引起的码间干扰，从而降低无线通信系统的误码率。在现有的信道估计算法中，迭代信道估计因其具有良好的估计性能被广泛应用，迭代信道估计的主要思想是将解调器或译码器输出的数据作为已知信息，进行重新调制或编码，并利用重新生成的调制符号或编码比特进行迭代信道估计，从而提高信道估计的精度。Li R,Kai N,Chen K等人在文章“New method of implementation for channel estimation in LTEsystem based on GPP”(International ICST Conference on Communications andNETWORKING in China，2012)中介绍了一种基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法，来解决信道估计问题。该方法的实施步骤是：第一，利用接收导频信号和最小二乘LS算法估计得到导频子载波上的信道响应；第二，利用导频子载波上的信道响应和线性插值方法计算出数据子载波上的信道响应。该算法在准静态信道中能够较精确地估计出信道频域响应，并且该算法实现复杂度低。该方法存在的不足之处是：在多普勒效应和多径效应比较严重的信道中，信道估计性能下降明显。Erik Lindén在文章“Iterative Channel Estimationin LTE Uplink”(Royal Institute of Technology，2014)中介绍了一种基于译码软信息的迭代信道估计方法，来解决移动信道估计问题。该方法的实施步骤是：第一，利用接收导频信号和最小二乘LS算法估计得到导频子载波上的信道响应；第二，利用导频信号的信道估计响应和线性插值方法来获得数据子载波上的信道响应；第三，通过对接收信号进行均衡、解映射及译码处理获得软译码数据信息；第四，利用软译码数据信息进行；第五，对重新编码进行第二次信道估计，并利用加权因子来提高其估计精度；第六，对接收信号进行如上步骤的几次迭代后，获得最终的信道估计值。该算法利用软译码数据信息进行迭代信道估计，有效的提高了信道估计性能。该方法存在的不足之处是：由于该算法迭代过程中对软译码数据信息进行了重新编码，因此，实现复杂度高，数据处理时延大，
并且在迭代次数较少时，算法收敛速度比较慢。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有迭代信道估计在时变多径信道及迭代次数较少的情况下估计精度不高，导致系统误码率升高，系统性能下降。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法。
本发明是这样实现的，一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法利用了解调器输出的软比特信息进行迭代信道估计，无需重新编码；使用权重因子来修正信道估计值；
所述权重因子计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000021
其中，w<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的权重因子值，
Figure BDA0001268488380000022
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure BDA0001268488380000023
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的组帧数据，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，
Figure BDA0001268488380000024
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，
Figure BDA0001268488380000025
表示信道噪声方差，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000026
集合
Figure BDA0001268488380000027
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000028
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
进一步，所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法包括以下步骤：
步骤一，迭代信道估计初始化：用户根据需求设定最大迭代次数M的值；将当前迭代次数m置零；
步骤二，计算用户数据处信道频域特性值；
步骤三，计算频域均衡数据，利用接收到的用户频域数据和用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算出频域均衡数据X<i,k>，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000031
其中，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000032
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤四，计算解调星座符号，对频域均衡数据X<i,k>进行离散傅里叶逆变换IDFT处理，计算出解调星座符号，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000033
其中，
Figure BDA0001268488380000034
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA0001268488380000035
个解调星座符号，
Figure BDA0001268488380000036
表示第i个SC-FDMA符号对应的第
Figure BDA0001268488380000037
个解调星座符号的位置序号，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000038
集合
Figure BDA0001268488380000039
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，∑表示求和操作；
步骤五，获得软比特信息；
步骤六，终止条件判断；判断当前迭代次数m是否满足迭代终止条件m＞M，若当前迭代次数m满足终止条件，则终止迭代，并将调制器输出的软比特信息输出；若不满足终止条件，则执行步骤七，并将当前迭代次数m加1；
步骤七，计算重构调制符号数据：
步骤八，计算离散傅里叶变换DFT预编码数据，对步骤七中计算出的重构调制符号数据
Figure BDA00012684883800000310
进行离散傅里叶变换DFT处理，计算处离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA00012684883800000311
计算公式如下：
Figure BDA00012684883800000312
其中，
Figure BDA00012684883800000313
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，
Figure BDA0001268488380000041
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，MD为离散傅里叶变换DFT点数，集合
Figure BDA0001268488380000042
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤九，计算离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差和协方差；
步骤十，利用导频插入公式，计算组帧数据，利用步骤八中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000043
和本地导频数据
Figure BDA0001268488380000044
计算组帧数据
Figure BDA0001268488380000045
导频插入公式如下：
Figure BDA0001268488380000046
其中，
Figure BDA0001268488380000047
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，
Figure BDA0001268488380000048
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure BDA0001268488380000049
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA00012684883800000410
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800000411
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤十一，利用加权最小二乘LS信道估计方法，计算加权LS信道估计值；
步骤十二，计算权重因子，利用权重因子计算公式，计算出权重因子，计算公式如下：
Figure BDA00012684883800000412
其中，w<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的权重因子值，
Figure BDA00012684883800000413
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure BDA00012684883800000414
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的组帧数据，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，
Figure BDA00012684883800000415
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，
Figure BDA00012684883800000416
表示信道噪声方差，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA00012684883800000417
集合
Figure BDA00012684883800000418
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800000419
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤十三，计算零阶多项式模型拟合系数和三阶多项式模型拟合系数矩阵；
步骤十四，利用信道长度估计方法，获得最优信道长度Lopt；
步骤十五，利用离散余弦变换DCT滤波方法，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数；
步骤十六，更新用户处信道频域特性值。
进一步，所述步骤二具体包括：
(a)：利用接收导频数据和本地导频数据，按照下式计算导频信道频域特性值
Figure BDA0001268488380000051
Figure BDA0001268488380000052
其中，
Figure BDA0001268488380000053
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure BDA0001268488380000054
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure BDA0001268488380000055
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的接收导频数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000056
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合；
(b)：对导频信道频域特性值
Figure BDA0001268488380000057
进行时域方向线性插值，计算出用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000058
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，
Figure BDA0001268488380000059
表示第3个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure BDA00012684883800000510
表示第10个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，集合
Figure BDA00012684883800000511
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
所述步骤五具体包括：
(a)按照下式计算出第i个SC-FDMA符号对应的信道平均能量值Ei：
Figure BDA00012684883800000512
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的用户数据处信道频域特性值，MD为离散傅里叶变换DFT点数，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA00012684883800000513
集合
Figure BDA00012684883800000514
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
(b)利用解调星座符号
Figure BDA0001268488380000061
计算软比特信息
Figure BDA0001268488380000062
计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000063
其中，
Figure BDA0001268488380000064
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA0001268488380000065
个解调星座符号对应的第1个软比特的位置序号，
Figure BDA0001268488380000066
集合
Figure BDA0001268488380000067
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，
Figure BDA0001268488380000068
表示取实部操作，
Figure BDA0001268488380000069
表示信道噪声方差；
(c)按照下式计算软比特信息
Figure BDA00012684883800000610
Figure BDA00012684883800000611
其中，
Figure BDA00012684883800000612
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA00012684883800000613
个解调星座符号对应的第2个软比特的位置序号，
Figure BDA00012684883800000614
I{·}表示取虚部操作；
所述步骤七具体包括：
(a)按照下式计算软比特信息
Figure BDA00012684883800000615
判决为比特1的概率
Figure BDA00012684883800000616
Figure BDA00012684883800000617
其中，
Figure BDA00012684883800000618
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA00012684883800000619
个解调星座符号对应的第
Figure BDA00012684883800000620
个软比特的位置序号，
Figure BDA00012684883800000621
集合
Figure BDA00012684883800000622
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800000623
表示一个解调星座符号中软比特的位置序号集合；
(b)按照下式计算软比特信息
Figure BDA00012684883800000624
判决为比特0的概率
Figure BDA00012684883800000625
Figure BDA00012684883800000626
其中，
Figure BDA00012684883800000627
集合
Figure BDA00012684883800000628
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)利用概率
Figure BDA00012684883800000629
和
Figure BDA00012684883800000630
计算重构调制符号数据，计算公式如下：
Figure BDA00012684883800000631
其中，
Figure BDA00012684883800000632
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，<i,t>表示第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据的位置序号，
Figure BDA00012684883800000633
t与
Figure BDA00012684883800000634
在0到MD-1的整数范围内取值一一对应。
进一步，所述步骤九具体包括：
(a)利用步骤八中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000071
根据方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000072
其中，σ2表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，MD表示离散傅里变换DFT点数，Nsub表示一个子帧中用户数据SC-FDMA符号总数，
Figure BDA0001268488380000073
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000074
集合
Figure BDA0001268488380000075
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，∑表示求和操作，|·|2表示求模的平方操作；
(b)利用步骤二中计算出的用户数据处信道频域特性值H<i,k>和步骤8中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000076
以及步骤(9a)中计算出的方差σ2，根据协方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000077
其中，δ表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差值，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，
Figure BDA0001268488380000078
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000079
集合
Figure BDA00012684883800000710
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，max{·}表示取最大值操作，min{·}表示取最小值操作，
Figure BDA00012684883800000711
表示取实部操作，(·)*表示求共轭操作，
Figure BDA00012684883800000712
表示开根方操作；
所述步骤十一具体包括：
(a)利用计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差σ2，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的方差
Figure BDA0001268488380000081
Figure BDA0001268488380000082
其中，
Figure BDA0001268488380000083
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，集合
Figure BDA0001268488380000084
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000085
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(b)利用计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差δ，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的协方差δi：
Figure BDA0001268488380000086
其中，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，集合
Figure BDA0001268488380000087
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000088
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)利用计算出的组帧数据
Figure BDA0001268488380000089
按照下式计算加权LS信道估计值：
Figure BDA00012684883800000810
其中，
Figure BDA00012684883800000811
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure BDA00012684883800000812
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上接收到的频域数据，
Figure BDA00012684883800000813
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA00012684883800000814
集合
Figure BDA00012684883800000815
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800000816
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
所述步骤十三包括：
(1)利用计算出的加权LS信道估计值
Figure BDA00012684883800000817
和步骤12中计算出的权重因子w<i,k>，根据零阶多项式模型拟合公式计算出零阶多项式模型拟合系数，零阶多项式模型拟合公式如下：
Figure BDA00012684883800000818
其中，
Figure BDA0001268488380000091
表示第k子载波上对应的零阶多项式拟合系数，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure BDA0001268488380000092
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，A0＝([1 1 … 1])T表示维度为Ns×1的零阶基系数矩阵；
(2)利用计算出的加权LS信道估计值
Figure BDA0001268488380000093
和计算出的权重因子w<i,k>，根据三阶多项式模型拟合公式计算出三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000094
三阶多项式模型拟合公式如下：
Figure BDA0001268488380000095
其中，
Figure BDA0001268488380000096
表示第k子载波上对应的三阶多项式拟合系数矩阵，其维度为4×1，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure BDA0001268488380000097
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，A3表示维度为Ns×4的三阶基系数矩阵，表示为：
Figure BDA0001268488380000098
其中，g(i)表示基函数，
Figure BDA0001268488380000099
集合
Figure BDA00012684883800000910
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800000911
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数。
所述步骤十四具体包括：
1)按照下式对计算出的零阶多项式模型拟合系数
Figure BDA0001268488380000101
进行离散余弦变换DCT：
Figure BDA0001268488380000102
其中，
Figure BDA0001268488380000103
表示第k个子载波上对应的零阶多项式模型拟合系数，dj表示第j个DCT变换值，j表示DCT变换值的序号标识，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数，θ(k)表示DCT变换系数，其取值表示为：
Figure BDA0001268488380000104
2)按照下式计算信道总能量Ec：
Figure BDA0001268488380000105
3)按照下式计算信道残余噪声方差：
Figure BDA0001268488380000106
其中，
Figure BDA0001268488380000107
表示信道长度为L时对应的信道残余噪声方差，L表示信道长度变量，MD表示离散傅里变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
4)按照下式计算信道残余噪声方差
Figure BDA0001268488380000108
与信道总能量Ec的比值ρL：
Figure BDA0001268488380000109
其中，ρL表示信道长度为L时信道残余噪声方差
Figure BDA00012684883800001010
与信道总能量Ec的比值；
5)按照下式计算出最优信道长度Lopt：
Figure BDA00012684883800001011
其中，argmax表示使目标函数取最小值时的变量值，γ表示用户根据信道状态设定的判决门限值。
进一步，所述步骤十五具体包括：
(a)按照下式对计算出的三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure BDA00012684883800001012
进行离散余弦变换DCT运算：
Figure BDA00012684883800001013
其中，
Figure BDA0001268488380000111
表示第k个子载波上对应的三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000112
的第q行第1列元素值，q∈{1,2,3,4}，q表示三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000113
的行序号标识，
Figure BDA0001268488380000114
表示DCT变换矩阵中第
Figure BDA0001268488380000115
行第n列元素值，
Figure BDA0001268488380000116
表示矩阵的行序号标识，n是矩阵的列序号标识，q与
Figure BDA0001268488380000117
在集合{1,2,3,4}中取值一一对应，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数；
(b)利用计算出的最优信道长度Lopt，按照下式对DCT变换值
Figure BDA0001268488380000118
进行置零处理，计算出对DCT变换值置零后的数据
Figure BDA0001268488380000119
Figure BDA00012684883800001110
(c)按照下式数据
Figure BDA00012684883800001111
进行离散余弦逆变换IDCT处理，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure BDA00012684883800001112
Figure BDA00012684883800001113
其中，
Figure BDA00012684883800001114
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure BDA00012684883800001115
行第1列元素值，
Figure BDA00012684883800001116
Figure BDA00012684883800001117
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，
Figure BDA00012684883800001118
和
Figure BDA00012684883800001119
在集合{1,2,3,4}范围内取值一一对应。
进一步，所述步骤十六具体包括：
(a)利用得到的滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure BDA00012684883800001120
计算出最新迭代信道频域特性估计值
Figure BDA00012684883800001121
计算公式如下：
Figure BDA00012684883800001122
其中，
Figure BDA00012684883800001123
第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的最新迭代信道估计值，
Figure BDA00012684883800001124
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure BDA00012684883800001125
行第1列元素值，
Figure BDA00012684883800001126
Figure BDA00012684883800001127
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，g(i)表示基函数，
Figure BDA00012684883800001128
<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA00012684883800001129
集合
Figure BDA00012684883800001130
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800001131
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数；
(b)利用计算出的最新迭代信道频域特性估计值
Figure BDA0001268488380000121
按照下式更新用户数据处信道频域特性值H<i,k>：
Figure BDA0001268488380000122
其中，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000123
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)返回到步骤三。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的无线通信系统。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的SC-FDMA系统。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的OFDM系统。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的移动无线通信系统。
本发明的优点及积极效果为：可用于多普勒效应和多径效应比较严重的无线通信系统，例如SC-FDMA(single-carrier Frequency-division multiplexing)系统和OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统等，实现移动环境下的信道估计。由于本发明信道估计方法利用了解调器输出的软比特信息进行迭代信道估计，无需重新编码，克服了现有技术复杂度高和数据处理时延大的问题，使得本发明具有低复杂度和高处理速度的优点，可适用于移动无线通信系统；使用了权重因子来修正信道估计值，克服了现有技术估计精度低和迭代收敛速度慢的问题，大大提高了迭代信道估计的性能，适用于移动无线通信系统。
附图说明
图1是本发明实施例提供的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法流程图。
图2是本发明实施例提供的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法实现流程图。
图3是本发明实施例提供的实现结构框图。
图4是本发明实施例提供的在信道多普勒频移为546Hz条件下的误码率性能仿真图。
图5是本发明实施例提供的在信道多普勒频移为546Hz条件下的吞吐率性能仿真图。
图6是本发明实施例提供的在信道多普勒频移为819Hz条件下的误码率性能仿真图。
图7是本发明实施例提供的在信道多普勒频移为819Hz条件下的吞吐率性能仿真图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法包括以下步骤：
S101：迭代信道估计初始化；计算用户数据处信道频域特性值；计算频域均衡数据；
S102：获得解调星座符号；计算软比特信息；判断终止条件；计算重构调制符号数据；计算DFT预编码数据；计算DFT预编码数据的方差和协方差；
S103：插入导频，计算组帧数据；计算加权LS信道估计值和权重因子；计算零阶和三阶多项式模型拟合系数；计算最优信道长度；
S104：三阶多项式模型拟合系数滤波；更新用户数据处信道频域特性值。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
如图2和图3所示，本发明的实施例以LTE SC-FDMA系统为实施例给出了具体实现过程，其具体实现步骤如下：
步骤1：迭代信道估计初始化：
(1a)用户根据需求设定最大迭代次数M的值；
(1b)将当前迭代次数m置零。
步骤2：计算用户数据处信道频域特性值：
(2a)：利用接收导频数据和本地导频数据，按照下式计算导频信道频域特性值
Figure BDA0001268488380000131
Figure BDA0001268488380000132
其中，
Figure BDA0001268488380000133
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure BDA0001268488380000134
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure BDA0001268488380000135
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的接收导频数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000141
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合；
(2b)：对导频信道频域特性值
Figure BDA0001268488380000142
进行时域方向线性插值，计算出用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000143
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，
Figure BDA0001268488380000144
表示第3个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure BDA0001268488380000145
表示第10个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，集合
Figure BDA0001268488380000146
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤3：计算频域均衡数据：
利用接收到的用户频域数据和用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算出频域均衡数据X<i,k>，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000147
其中，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000148
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤4：计算解调星座符号：
对频域均衡数据X<i,k>进行离散傅里叶逆变换IDFT处理，计算出解调星座符号，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000149
其中，
Figure BDA00012684883800001410
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA00012684883800001411
个解调星座符号，
Figure BDA00012684883800001412
表示第i个SC-FDMA符号对应的第
Figure BDA00012684883800001413
个解调星座符号的位置序号，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000151
集合
Figure BDA0001268488380000152
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，∑表示求和操作。
步骤5：获得软比特信息：
软解调器利用最大后验概率max-log-map解调方法对解调星座符号
Figure BDA0001268488380000153
进行软解调，计算出软比特信息，本实施例以QPSK调制方式为例的最大后验概率max-log-map解调方法步骤如下：
(5a)按照下式计算出第i个SC-FDMA符号对应的信道平均能量值Ei：
Figure BDA00012684883800001520
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的用户数据处信道频域特性值，MD为离散傅里叶变换DFT点数，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000154
集合
Figure BDA0001268488380000155
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
(5b)利用解调星座符号
Figure BDA0001268488380000156
计算软比特信息
Figure BDA0001268488380000157
计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000158
其中，
Figure BDA0001268488380000159
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA00012684883800001510
个解调星座符号对应的第1个软比特的位置序号，
Figure BDA00012684883800001511
集合
Figure BDA00012684883800001512
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，
Figure BDA00012684883800001513
表示取实部操作，
Figure BDA00012684883800001514
表示信道噪声方差；
(5c)按照下式计算软比特信息
Figure BDA00012684883800001515
Figure BDA00012684883800001516
其中，
Figure BDA00012684883800001517
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA00012684883800001518
个解调星座符号对应的第2个软比特的位置序号，
Figure BDA00012684883800001519
I{·}表示取虚部操作。
步骤6：终止条件判断：
判断当前迭代次数m是否满足迭代终止条件m＞M，若当前迭代次数m满足终止条件，则终止迭代，并将调制器输出的软比特信息输出；若不满足终止条件，则执行步骤(7)，并将当前迭代次数m加1。
步骤7：计算重构调制符号数据：
(7a)按照下式计算软比特信息
Figure BDA0001268488380000161
判决为比特1的概率
Figure BDA0001268488380000162
Figure BDA0001268488380000163
其中，
Figure BDA0001268488380000164
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure BDA0001268488380000165
个解调星座符号对应的第
Figure BDA0001268488380000166
个软比特的位置序号，
Figure BDA0001268488380000167
集合
Figure BDA0001268488380000168
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000169
表示一个解调星座符号中软比特的位置序号集合；
(7b)按照下式计算软比特信息
Figure BDA00012684883800001610
判决为比特0的概率
Figure BDA00012684883800001611
Figure BDA00012684883800001612
其中，
Figure BDA00012684883800001613
集合
Figure BDA00012684883800001614
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(7c)利用概率
Figure BDA00012684883800001615
和
Figure BDA00012684883800001616
计算重构调制符号数据，以QPSK调制方式为例的计算公式如下：
Figure BDA00012684883800001617
其中，
Figure BDA00012684883800001618
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，<i,t>表示第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据的位置序号，
Figure BDA00012684883800001619
t与
Figure BDA00012684883800001620
在0到MD-1的整数范围内取值一一对应。
步骤8：计算离散傅里叶变换DFT预编码数据：
对步骤7中计算出的重构调制符号数据
Figure BDA00012684883800001621
进行离散傅里叶变换DFT处理，计算处离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA00012684883800001622
计算公式如下：
Figure BDA00012684883800001623
其中，
Figure BDA00012684883800001624
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，
Figure BDA00012684883800001625
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，MD为离散傅里叶变换DFT点数，集合
Figure BDA00012684883800001626
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤9：计算离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差和协方差：
(9a)利用步骤8中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000171
根据方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000172
其中，σ2表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，MD表示离散傅里变换DFT点数，Nsub表示一个子帧中用户数据SC-FDMA符号总数，
Figure BDA0001268488380000173
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000174
集合
Figure BDA0001268488380000175
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，∑表示求和操作，|·|2表示求模的平方操作；
(9b)利用步骤2中计算出的用户数据处信道频域特性值H<i,k>和步骤8中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000176
以及步骤(9a)中计算出的方差σ2，根据协方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000177
其中，δ表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差值，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，
Figure BDA0001268488380000178
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000179
集合
Figure BDA00012684883800001710
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，max{·}表示取最大值操作，min{·}表示取最小值操作，
Figure BDA00012684883800001711
表示取实部操作，(·)*表示求共轭操作，
Figure BDA00012684883800001712
表示开根方操作。
步骤10：利用导频插入公式，计算组帧数据：
利用步骤8中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure BDA0001268488380000181
和本地导频数据
Figure BDA0001268488380000182
计算组帧数据
Figure BDA0001268488380000183
导频插入公式如下：
Figure BDA0001268488380000184
其中，
Figure BDA0001268488380000185
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，
Figure BDA0001268488380000186
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure BDA0001268488380000187
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000188
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000189
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤11：利用加权最小二乘LS信道估计方法，计算加权LS信道估计值：
(11a)利用步骤(9a)中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差σ2，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的方差
Figure BDA00012684883800001810
Figure BDA00012684883800001811
其中，
Figure BDA00012684883800001812
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，集合
Figure BDA00012684883800001813
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800001814
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(11b)利用步骤(9b)中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差δ，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的协方差δi：
Figure BDA00012684883800001815
其中，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，集合
Figure BDA00012684883800001816
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800001817
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(11c)利用步骤10中计算出的组帧数据
Figure BDA00012684883800001818
按照下式计算加权LS信道估计值：
Figure BDA0001268488380000191
其中，
Figure BDA0001268488380000192
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure BDA0001268488380000193
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上接收到的频域数据，
Figure BDA0001268488380000194
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000195
集合
Figure BDA0001268488380000196
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000197
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤12：计算权重因子：
利用权重因子计算公式，计算出权重因子，计算公式如下：
Figure BDA0001268488380000198
其中，w<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的权重因子值，
Figure BDA0001268488380000199
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure BDA00012684883800001910
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的组帧数据，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，
Figure BDA00012684883800001911
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，
Figure BDA00012684883800001912
表示信道噪声方差，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA00012684883800001913
集合
Figure BDA00012684883800001914
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800001915
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合。
步骤13：计算零阶多项式模型拟合系数和三阶多项式模型拟合系数矩阵：
(13a)利用步骤11中计算出的加权LS信道估计值
Figure BDA00012684883800001916
和步骤12中计算出的权重因子w<i,k>，根据零阶多项式模型拟合公式计算出零阶多项式模型拟合系数，零阶多项式模型拟合公式如下：
Figure BDA00012684883800001917
其中，
Figure BDA00012684883800001918
表示第k子载波上对应的零阶多项式拟合系数，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure BDA0001268488380000201
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，A0＝([1 1 … 1])T表示维度为Ns×1的零阶基系数矩阵；
(13b)利用步骤11中计算出的加权LS信道估计值
Figure BDA0001268488380000202
和步骤12中计算出的权重因子w<i,k>，根据三阶多项式模型拟合公式计算出三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000203
三阶多项式模型拟合公式如下：
Figure BDA0001268488380000204
其中，
Figure BDA0001268488380000205
表示第k子载波上对应的三阶多项式拟合系数矩阵，其维度为4×1，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure BDA0001268488380000206
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，A3表示维度为Ns×4的三阶基系数矩阵，表示为：
Figure BDA0001268488380000207
其中，g(i)表示基函数，
Figure BDA0001268488380000208
集合
Figure BDA0001268488380000209
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA00012684883800002010
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数。
步骤14：利用信道长度估计方法，获得最优信道长度Lopt：
(14a)按照下式对步骤(13a)中计算出的零阶多项式模型拟合系数
Figure BDA0001268488380000211
进行离散余弦变换DCT：
Figure BDA0001268488380000212
其中，
Figure BDA0001268488380000213
表示第k个子载波上对应的零阶多项式模型拟合系数，dj表示第j个DCT变换值，j表示DCT变换值的序号标识，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数，θ(k)表示DCT变换系数，其取值表示为：
Figure BDA0001268488380000214
(14b)按照下式计算信道总能量Ec：
Figure BDA0001268488380000215
(14c)按照下式计算信道残余噪声方差：
Figure BDA0001268488380000216
其中，
Figure BDA0001268488380000217
表示信道长度为L时对应的信道残余噪声方差，L表示信道长度变量，MD表示离散傅里变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
(14d)按照下式计算信道残余噪声方差
Figure BDA0001268488380000218
与信道总能量Ec的比值ρL：
Figure BDA0001268488380000219
其中，ρL表示信道长度为L时信道残余噪声方差
Figure BDA00012684883800002110
与信道总能量Ec的比值；
(14e)按照下式计算出最优信道长度Lopt：
Figure BDA00012684883800002111
其中，argmax表示使目标函数取最小值时的变量值，γ表示用户根据信道状态设定的判决门限值。
步骤15：利用离散余弦变换DCT滤波方法，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数：
(15a)按照下式对步骤(13b)中计算出的三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure BDA00012684883800002112
进行离散余弦变换DCT运算：
Figure BDA0001268488380000221
其中，
Figure BDA0001268488380000222
表示第k个子载波上对应的三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000223
的第q行第1列元素值，q∈{1,2,3,4}，q表示三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure BDA0001268488380000224
的行序号标识，
Figure BDA0001268488380000225
表示DCT变换矩阵中第
Figure BDA0001268488380000226
行第n列元素值，
Figure BDA0001268488380000227
表示矩阵的行序号标识，n是矩阵的列序号标识，q与
Figure BDA0001268488380000228
在集合{1,2,3,4}中取值一一对应，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数；
(15b)利用步骤14中计算出的最优信道长度Lopt，按照下式对DCT变换值
Figure BDA0001268488380000229
进行置零处理，计算出对DCT变换值置零后的数据
Figure BDA00012684883800002210
Figure BDA00012684883800002211
(15c)按照下式数据
Figure BDA00012684883800002212
进行离散余弦逆变换IDCT处理，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure BDA00012684883800002213
Figure BDA00012684883800002214
其中，
Figure BDA00012684883800002215
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure BDA00012684883800002216
行第1列元素值，
Figure BDA00012684883800002217
Figure BDA00012684883800002218
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，
Figure BDA00012684883800002219
和
Figure BDA00012684883800002220
在集合{1,2,3,4}范围内取值一一对应。
步骤16：更新用户处信道频域特性值。
(16a)利用(15)得到的滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure BDA00012684883800002221
计算出最新迭代信道频域特性估计值
Figure BDA00012684883800002222
计算公式如下：
Figure BDA00012684883800002223
其中，
Figure BDA00012684883800002224
第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的最新迭代信道估计值，
Figure BDA00012684883800002225
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure BDA00012684883800002226
行第1列元素值，
Figure BDA00012684883800002227
Figure BDA00012684883800002228
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，g(i)表示基函数，
Figure BDA00012684883800002229
<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure BDA0001268488380000231
集合
Figure BDA0001268488380000232
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure BDA0001268488380000233
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数；
(16b)利用步骤(16a)中计算出的最新迭代信道频域特性估计值
Figure BDA0001268488380000234
按照下式更新用户数据处信道频域特性值H<i,k>：
Figure BDA0001268488380000235
其中，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure BDA0001268488380000236
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(16c)返回到第(3)步。
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。
(1)仿真条件
仿真系统为LTE SC-FDMA系统，系统参数设置如下：Turbo编码，码率为1/3，带宽为3MHz，256点FFT，有效子载波数为180，载波频率为2.6GHz。初始信道估计(0次迭代)采用基于最小二乘的线性插值信道估计方法，信道采用LTE标准定义的EVA信道模型，仿真多普勒频移为546Hz(相当于移动速度为227km/h)与819Hz(相当于移动速度为340km/h)两种情况。
(2)仿真内容
仿真一：在多普勒频移为546Hz的EVA道模型下，对基于译码软信息的迭代信道估计方法、基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)以及本发明方法这三种方法进行仿真，仿真出误块码率随信噪比的性能曲线，如图4所示。仿真二：在多普勒频移为546Hz的EVA道模型下，对基于译码软信息的迭代信道估计方法、基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)以及本发明方法这三种方法进行仿真，仿真出吞吐率随信噪比的性能曲线，如图5所示。仿真三：在多普勒频移为819Hz的EVA信道模型下，对基于译码软信息的迭代信道估计方法、基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)以及本发明方法这三种方法进行仿真，仿真出误块码率随信噪比的性能曲线，如图6所示。仿真四：在多普勒频移为819Hz的EVA信道模型下，对基于译码软信息的迭代信道估计方法、基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)以及本发明方法这三种方法进行仿真，仿真出吞吐率随信噪比的性能曲线，如图7所示。
(3)仿真结果分析
从仿真结果图4可看出，误块率为1e-4时本发明1次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的误码率性能提升了大约3.6dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法1次迭代的误码率性能提升了大约0.6dB，比理想信道估计的误码率性能低大约2.2dB；本发明3次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的误码率性能提升了大约4.2dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法3次迭代的误码率性能低大约0.2dB，比理想信道估计的误码率性能低大约1.6dB。从仿真结果图5可看出，吞吐率为1Mbit/s时本发明1次迭代基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的吞吐率性能提升了大约3.6dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法1次迭代的吞吐率性能提升了大约0.5dB，比理想信道估计的吞吐率性能低大约1.1dB；本发明3次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的吞吐率性能提升了大约3.8dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法3次迭代的误码率性能低大约0.1dB，比理想信道估计的误码率性能低大约0.9dB。从仿真结果图6可看出，误块率为1e-4时本发明1次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的误码率性能提升了大约6dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法1次迭代的误码率性能提升了大约0.7dB，比理想信道估计的误码率性能低大约3.2dB；本发明3次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的误码率性能提升了大约6.7dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法3次迭代的误码率性能低大约0.4dB，比理想信道估计的误码率性能低大约2.5dB。从仿真结果图7可看出，吞吐率为1Mbit/s时本发明1次迭代基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的吞吐率性能提升了大约4.1dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法1次迭代的吞吐率性能提升了大约0.5dB，比理想信道估计的吞吐率性能低大约1.6dB；本发明3次迭代比基于最小二乘LS的线性插值信道估计方法(0次迭代)的吞吐率性能提升了大约4.5dB，比基于译码软信息的迭代信道估计方法3次迭代的误码率性能低大约0.2dB，比理想信道估计的误码率性能低大约1.2dB。
仿真结果表明，本发明适用于不同的时变多径信道，在迭代次数较少时能够获得良好的信道估计性能，尤其在1次迭代时能有效提高迭代的收敛速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，其特征在于，所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法利用了解调器输出的软比特信息进行迭代信道估计，无需重新编码；使用权重因子来修正信道估计值；
所述权重因子计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000011
其中，w<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的权重因子值，
Figure FDA0002324410120000012
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure FDA0002324410120000013
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的组帧数据，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，
Figure FDA0002324410120000014
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，
Figure FDA0002324410120000015
表示信道噪声方差，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA0002324410120000016
集合
Figure FDA0002324410120000017
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA0002324410120000018
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法包括以下步骤：
步骤一，迭代信道估计初始化：用户根据需求设定最大迭代次数M的值；将当前迭代次数m置零；
步骤二，计算用户数据处信道频域特性值；
步骤三，计算频域均衡数据，利用接收到的用户频域数据和用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算出频域均衡数据X<i,k>，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000019
其中，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure FDA00023244101200000110
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤四，计算解调星座符号，对频域均衡数据X<i,k>进行离散傅里叶逆变换IDFT处理，计算出解调星座符号，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000021
其中，
Figure FDA0002324410120000022
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure FDA0002324410120000023
个解调星座符号，
Figure FDA0002324410120000024
表示第i个SC-FDMA符号对应的第
Figure FDA0002324410120000025
个解调星座符号的位置序号，X<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的频域均衡数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA0002324410120000026
集合
Figure FDA0002324410120000027
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，∑表示求和操作；
步骤五，采用QPSK获得软比特信息；
步骤六，终止条件判断；判断当前迭代次数m是否满足迭代终止条件m＞M，若当前迭代次数m满足终止条件，则终止迭代，并将调制器输出的软比特信息输出；若不满足终止条件，则执行步骤七，并将当前迭代次数m加1；
步骤七，计算重构调制符号数据：
步骤八，计算离散傅里叶变换DFT预编码数据，对步骤七中计算出的重构调制符号数据
Figure FDA0002324410120000028
进行离散傅里叶变换DFT处理，计算处离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure FDA0002324410120000029
计算公式如下：
Figure FDA00023244101200000210
其中，
Figure FDA00023244101200000211
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，
Figure FDA00023244101200000212
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，MD为离散傅里叶变换DFT点数，集合
Figure FDA00023244101200000213
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤九，计算离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差和协方差；
步骤十，利用导频插入公式，计算组帧数据，利用步骤八中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure FDA00023244101200000214
和本地导频数据
Figure FDA00023244101200000215
计算组帧数据
Figure FDA00023244101200000216
导频插入公式如下：
Figure FDA0002324410120000031
其中，
Figure FDA0002324410120000032
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，
Figure FDA0002324410120000033
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure FDA0002324410120000034
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure FDA0002324410120000035
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA0002324410120000036
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤十一，利用加权最小二乘LS信道估计方法，计算加权LS信道估计值；
步骤十二，计算权重因子，利用权重因子计算公式，计算出权重因子，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000037
其中，w<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的权重因子值，
Figure FDA0002324410120000038
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure FDA0002324410120000039
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的组帧数据，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，
Figure FDA00023244101200000310
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，
Figure FDA00023244101200000311
表示信道噪声方差，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA00023244101200000312
集合
Figure FDA00023244101200000313
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA00023244101200000314
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
步骤十三，计算零阶多项式模型拟合系数和三阶多项式模型拟合系数矩阵；
步骤十四，利用信道长度估计方法，获得最优信道长度Lopt；
步骤十五，利用离散余弦变换DCT滤波方法，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数；
步骤十六，更新用户处信道频域特性值。
2.如权利要求1所述的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
(a)：利用接收导频数据和本地导频数据，按照下式计算导频信道频域特性值
Figure FDA0002324410120000041
Figure FDA0002324410120000042
其中，
Figure FDA0002324410120000043
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure FDA0002324410120000044
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的本地导频数据，
Figure FDA0002324410120000045
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的接收导频数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure FDA0002324410120000046
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合；
(b)：对导频信道频域特性值
Figure FDA0002324410120000047
进行时域方向线性插值，计算出用户数据处信道频域特性值H<i,k>，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000048
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，
Figure FDA0002324410120000049
表示第3个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，
Figure FDA00023244101200000410
表示第10个SC-FDMA符号中第k个子载波上的导频信道频域特性值，集合
Figure FDA00023244101200000411
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
所述步骤五采用QPSK调制方式，具体包括：
(a)按照下式计算出第i个SC-FDMA符号对应的信道平均能量值Ei：
Figure FDA00023244101200000412
其中，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的用户数据处信道频域特性值，MD为离散傅里叶变换DFT点数，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA00023244101200000413
集合
Figure FDA00023244101200000414
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，MD为离散傅里叶变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
(b)利用解调星座符号
Figure FDA00023244101200000415
计算软比特信息
Figure FDA00023244101200000416
计算公式如下：
Figure FDA00023244101200000417
其中，
Figure FDA00023244101200000418
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure FDA00023244101200000419
个解调星座符号对应的第1个软比特的位置序号，
Figure FDA0002324410120000051
集合
Figure FDA0002324410120000052
表示在一子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，
Figure FDA0002324410120000053
表示取实部操作，
Figure FDA0002324410120000054
表示信道噪声方差；
(c)按照下式计算软比特信息
Figure FDA0002324410120000055
Figure FDA0002324410120000056
其中，
Figure FDA0002324410120000057
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure FDA0002324410120000058
个解调星座符号对应的第2个软比特的位置序号，
Figure FDA0002324410120000059
I{·}表示取虚部操作；
所述步骤七具体包括：
(a)按照下式计算软比特信息
Figure FDA00023244101200000510
判决为比特1的概率
Figure FDA00023244101200000511
Figure FDA00023244101200000512
其中，
Figure FDA00023244101200000513
表示第i个SC-FDMA符号中第
Figure FDA00023244101200000514
个解调星座符号对应的第
Figure FDA00023244101200000515
个软比特的位置序号，
Figure FDA00023244101200000516
集合
Figure FDA00023244101200000517
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA00023244101200000518
表示一个解调星座符号中软比特的位置序号集合；
(b)按照下式计算软比特信息
Figure FDA00023244101200000519
判决为比特0的概率
Figure FDA00023244101200000520
Figure FDA00023244101200000521
其中，
Figure FDA00023244101200000522
集合
Figure FDA00023244101200000523
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)利用概率
Figure FDA00023244101200000524
和
Figure FDA00023244101200000525
计算重构调制符号数据，以QPSK来计算的软比特信息计算公式如下：
Figure FDA00023244101200000526
其中，
Figure FDA00023244101200000527
为第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据，<i,t>表示第i个SC-FDMA符号中第t个重构调制符号数据的位置序号，
Figure FDA00023244101200000528
t与
Figure FDA00023244101200000529
在0到MD-1的整数范围内取值一一对应。
3.如权利要求1所述的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，其特征在于，所述步骤九具体包括：
(a)利用步骤八中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure FDA00023244101200000530
根据方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000061
其中，σ2表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差，MD表示离散傅里变换DFT点数，Nsub表示一个子帧中用户数据SC-FDMA符号总数，
Figure FDA0002324410120000062
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA0002324410120000063
集合
Figure FDA0002324410120000064
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，∑表示求和操作，|·|2表示求模的平方操作；
(b)利用步骤二中计算出的用户数据处信道频域特性值H<i,k>和步骤8中计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据
Figure FDA0002324410120000065
以及步骤(9a)中计算出的方差σ2，根据协方差计算公式计算出离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差，计算公式如下：
Figure FDA0002324410120000066
其中，δ表示离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差值，H<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的用户数据处信道频域特性值，Y<i,k>表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上接收到的用户频域数据，
Figure FDA0002324410120000067
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的离散傅里叶变换DFT预编码数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA0002324410120000068
集合
Figure FDA0002324410120000069
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，max{·}表示取最大值操作，min{·}表示取最小值操作，
Figure FDA00023244101200000610
表示取实部操作，(·)*表示求共轭操作，
Figure FDA00023244101200000611
表示开根方操作；
所述步骤十一具体包括：
(a)利用计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的方差σ2，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的方差
Figure FDA00023244101200000612
Figure FDA0002324410120000071
其中，
Figure FDA0002324410120000072
表示第i个SC-FDMA符号对应的方差，集合
Figure FDA0002324410120000073
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA0002324410120000074
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(b)利用计算出的离散傅里叶变换DFT预编码数据的协方差δ，按照下式计算第i个SC-FDMA符号对应的协方差δi：
Figure FDA0002324410120000075
其中，δi表示第i个SC-FDMA符号对应的协方差，集合
Figure FDA0002324410120000076
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA0002324410120000077
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)利用计算出的组帧数据
Figure FDA0002324410120000078
按照下式计算加权LS信道估计值：
Figure FDA0002324410120000079
其中，
Figure FDA00023244101200000710
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上的加权LS信道估计值，
Figure FDA00023244101200000711
表示第i个SC-FDMA符号中第k子载波上接收到的频域数据，
Figure FDA00023244101200000712
表示第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的组帧数据，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA00023244101200000713
集合
Figure FDA00023244101200000714
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA00023244101200000715
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
所述步骤十三包括：
(1)利用计算出的加权LS信道估计值
Figure FDA00023244101200000716
和步骤12中计算出的权重因子w<i,k>，根据零阶多项式模型拟合公式计算出零阶多项式模型拟合系数，零阶多项式模型拟合公式如下：
Figure FDA00023244101200000717
其中，
Figure FDA00023244101200000718
表示第k子载波上对应的零阶多项式拟合系数，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure FDA0002324410120000081
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，A0＝([1 1 … 1])T表示维度为Ns×1的零阶基系数矩阵；
(2)利用计算出的加权LS信道估计值
Figure FDA0002324410120000082
和计算出的权重因子w<i,k>，根据三阶多项式模型拟合公式计算出三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure FDA0002324410120000083
三阶多项式模型拟合公式如下：
Figure FDA0002324410120000084
其中，
Figure FDA0002324410120000085
表示第k子载波上对应的三阶多项式拟合系数矩阵，其维度为4×1，(·)T为矩阵转置运算，Wk＝diag([w<0,k>,w<1,k>,…,w<Ns-1,k>])表示第k子载波上对应的权重因子矩阵，其维度为Ns×Ns，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数，diag(·)表示矩阵对角化操作，
Figure FDA0002324410120000086
表示第k个子载波上对应的加权LS信道估计值矩阵，其维度为Ns×1，(·)T表示矩阵转置操作，(·)-1表示矩阵求逆操作，A3表示维度为Ns×4的三阶基系数矩阵，表示为：
Figure FDA0002324410120000087
其中，g(i)表示基函数，
Figure FDA0002324410120000088
集合
Figure FDA0002324410120000089
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA00023244101200000810
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数；
所述步骤十四具体包括：
1)按照下式对计算出的零阶多项式模型拟合系数
Figure FDA00023244101200000811
进行离散余弦变换DCT：
Figure FDA0002324410120000091
其中，
Figure FDA0002324410120000092
表示第k个子载波上对应的零阶多项式模型拟合系数，dj表示第j个DCT变换值，j表示DCT变换值的序号标识，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数，θ(k)表示DCT变换系数，其取值表示为：
Figure FDA0002324410120000093
2)按照下式计算信道总能量Ec：
Figure FDA0002324410120000094
3)按照下式计算信道残余噪声方差：
Figure FDA0002324410120000095
其中，
Figure FDA0002324410120000096
表示信道长度为L时对应的信道残余噪声方差，L表示信道长度变量，MD表示离散傅里变换DFT点数，|·|2表示求模的平方操作；
4)按照下式计算信道残余噪声方差
Figure FDA0002324410120000097
与信道总能量Ec的比值ρL：
Figure FDA0002324410120000098
其中，ρL表示信道长度为L时信道残余噪声方差
Figure FDA0002324410120000099
与信道总能量Ec的比值；
5)按照下式计算出最优信道长度Lopt：
Figure FDA00023244101200000910
其中，arg max表示使目标函数取最小值时的变量值，γ表示用户根据信道状态设定的判决门限值。
4.如权利要求1所述的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，其特征在于，所述步骤十五具体包括：
(a)按照下式对计算出的三阶多项式模型拟合系数矩阵
Figure FDA00023244101200000911
进行离散余弦变换DCT运算：
Figure FDA0002324410120000101
其中，
Figure FDA0002324410120000102
表示第k个子载波上对应的三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure FDA0002324410120000103
的第q行第1列元素值，q∈{1,2,3,4}，q表示三阶多项模型拟合系数矩阵
Figure FDA0002324410120000104
的行序号标识，
Figure FDA0002324410120000105
表示DCT变换矩阵中第
Figure FDA0002324410120000106
行第n列元素值，
Figure FDA0002324410120000107
表示矩阵的行序号标识，n是矩阵的列序号标识，q与
Figure FDA0002324410120000108
在集合{1,2,3,4}中取值一一对应，cos(·)表示余弦函数，MD表示离散傅里变换DFT点数；
(b)利用计算出的最优信道长度Lopt，按照下式对DCT变换值
Figure FDA0002324410120000109
进行置零处理，计算出对DCT变换值置零后的数据
Figure FDA00023244101200001010
Figure FDA00023244101200001011
(c)按照下式数据
Figure FDA00023244101200001012
进行离散余弦逆变换IDCT处理，计算出滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure FDA00023244101200001013
Figure FDA00023244101200001014
其中，
Figure FDA00023244101200001015
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure FDA00023244101200001016
行第1列元素值，
Figure FDA00023244101200001017
Figure FDA00023244101200001018
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，
Figure FDA00023244101200001019
和
Figure FDA00023244101200001020
在集合{1,2,3,4}范围内取值一一对应。
5.如权利要求1所述的低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法，其特征在于，所述步骤十六具体包括：
(a)利用得到的滤波后的三阶多项式模型拟合系数
Figure FDA00023244101200001021
计算出最新迭代信道频域特性估计值
Figure FDA00023244101200001022
计算公式如下：
Figure FDA00023244101200001023
其中，
Figure FDA00023244101200001024
第i个SC-FDMA符号中第k个子载波上的最新迭代信道估计值，
Figure FDA00023244101200001025
表示第k个子载波上对应的滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的第
Figure FDA00023244101200001026
行第1列元素值，
Figure FDA00023244101200001027
Figure FDA00023244101200001028
表示滤波后的三阶多项模型拟合系数矩阵的行序号标识，g(i)表示基函数，
Figure FDA0002324410120000111
<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，
Figure FDA0002324410120000112
集合
Figure FDA0002324410120000113
表示在一个子帧中导频SC-FDMA符号的位置序号集合，集合
Figure FDA0002324410120000114
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合，Ns为一个子帧中的SC-FDMA符号总数；
(b)利用计算出的最新迭代信道频域特性估计值
Figure FDA0002324410120000115
按照下式更新用户数据处信道频域特性值H<i,k>：
Figure FDA0002324410120000116
其中，<i,k>表示第i个单载波频分多址SC-FDMA符号中第k个子载波的位置序号，集合
Figure FDA0002324410120000117
表示在一个子帧中用户数据SC-FDMA符号的位置序号集合；
(c)返回到步骤三。
6.一种应用权利要求1～5任意一项所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的无线通信系统。
7.一种应用权利要求1～5任意一项所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的SC-FDMA系统。
8.一种应用权利要求1～5任意一项所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的OFDM系统。
9.一种应用权利要求1～5任意一项所述低复杂度的加权LS软迭代移动信道估计方法的移动无线通信系统。
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