CN108337198A - 用于滤波多音调制技术的信道估计方法 - Google Patents
用于滤波多音调制技术的信道估计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108337198A CN108337198A CN201810000600.6A CN201810000600A CN108337198A CN 108337198 A CN108337198 A CN 108337198A CN 201810000600 A CN201810000600 A CN 201810000600A CN 108337198 A CN108337198 A CN 108337198A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel estimation
- channel
- value
- indicate
- modulating technology
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 17
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/024—Channel estimation channel estimation algorithms
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L2025/03592—Adaptation methods
- H04L2025/03598—Algorithms
- H04L2025/03611—Iterative algorithms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，在基于PN序列的时域信道估计算法基础上通过迭代逐渐消除多径信道对导频引入的干扰，进而提高算法的估计精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种用于滤波多音调制技术的信道估计方法。
背景技术
滤波多音调制(FMT)技术具有抗多径衰落和频谱资源利用率高的优点，由于其不需要循环前缀的开销，因此相对于正交频分复用技术，FMT具有较高的频谱利用效率和多普勒特性。这一技术应用于海上宽带数据通信系统中具有较好的应用前景。在信号经过无线信道传输时，由于多普勒频移和多径衰落的影响，会使信号发生失真或变形，导致误码率增加，严重时可能导致无法正常通信。因此，为了克服信道的影响，最大限度的恢复出调制数据，接收端必须对信道进行准确的估计。目前针对FMT信道估计的研究均是从频域和时域两部分开展。
在频域处理领域，常用的是近似干扰抵消(IAM)算法，该算法基本思路是通过导频和数据间添加0保护间隔来消除ISI，该算法性能较LS算法有一定的提升，但是该算法会增加额外开销，降低了频谱利用效率。另外，通过在时域循环插入多个周期的训练序列，构造信道与循环序列的循环卷积式，再转换到频域对信道进行估计的方法也经常被引用，这种算法要求训练序列的周期要大于信道的最大多径时延，仍然具有一定的局限性。
在时域处理领域，常用的算法是基于PN序列的时域信道估计算法，该算法利用PN序列的自相关特性估计信道，但是该算法在信噪比较高时，由于PN序列旁瓣干扰的存在，算法的估计精度无法随信噪比的增加进一步提高，该算法存在地板效应。另一种被引用的算法是基于FMT特性提出了基于MUSIC(Multiple Signal Classification)和LS的时域信道估计，该算法在消除了PN序列存在的天花板效应，但是却忽略了噪声协方差矩阵对算法性能的影响。也有提出基于最大似然(ML)的时域信道估计算法，该算法不需要插入保护序列，但是受数据对导频干扰的影响，算法的性能受限。另外还有一种对每个子载波分别进行信道估计的算法，但是在子载波个数较多时，算法复杂度较高，不利于实际实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于滤波多音调制技术的信道估计方法，估计精度高。
为了达到上述的目的，本发明提供一种用于滤波多音调制技术的信道估计方法，在基于PN序列的时域信道估计算法基础上通过迭代逐渐消除多径信道对导频引入的干扰。
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，该信道估计方法包括：
1)利用基于PN序列的时域信道估计算法求取时域信道估计值，作为信道估计值初始值，初始化迭代次数t，t＝1；
2)求解传输符号估计值；
3)根据传输符号估计值，求解干扰矩阵估计值；
4)以步骤2)求得的传输符号估计值和步骤3)求得的干扰矩阵估计值作为迭代的输入参数更新信道估计值；
5)判断是否成立，若成立，则结束信道估计，若不成立，t＝t+1，返回步骤2)，其中，表示更新后的信道估计值，表示更新前的信道估计值，δ表示最大估计偏差。
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，步骤1)中，选择插入块状导频序列，根据最大似然准则，求取时域信道估计值。
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，步骤1)中，FMT基带信道模型中原型滤波器采用SRRC滤波器。
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，步骤3)中，传输符号估计值求解公式为：
其中，表示接收符号的估计值；表示传输符号的估计值，在估计传输符号的初值时，使 表示与导频序列在同一子载波上且传输时间轴上与导频序列一一对应的传输符号的匹配滤波器响应函数；表示第l径信道的估计值；表示与导频序列在同一子载波上的传输符号的匹配滤波器响应函数。
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，步骤4)中，干扰矩阵估计值求解公式为：
上述用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其中，所述步骤5)中，δ取10e-6。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，在基于PN序列的时域信道估计算法基础上通过迭代逐渐消除多径信道对导频引入的干扰，进而提高算法的估计精度，且整个过程没有引起频谱资源的增加；
本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，采用SRRC滤波器作为原型滤波器，因此在传输符号求解时仅考虑与之同子载波且距离较近符号，可降低传输符号和干扰矩阵求解的复杂度。
附图说明
本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法由以下的实施例及附图给出。
图1是本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法的流程图。
图2是本发明较佳实施例中导频序列示意图。
具体实施方式
以下将结合图1～图2对本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法作进一步的详细描述。
本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，在基于PN序列的时域信道估计算法基础上通过迭代逐渐消除多径信道对导频引入的干扰，进而提高算法的估计精度。
图1所示为本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法的流程图。
参见图1，本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法包括：
1)利用基于PN序列的时域信道估计算法求取时域信道估计值，作为信道估计值初始值，初始化迭代次数t，t＝1；
2)求解传输符号估计值；
3)根据传输符号估计值，求解干扰矩阵估计值；
4)以步骤2)求得的传输符号估计值和步骤3)求得的干扰矩阵估计值作为迭代的输入参数更新信道估计值；
5)判断是否成立，若成立，则结束信道估计，若不成立，t＝t+1，返回步骤2)，其中，为更新后的信道估计值，为更新前的信道估计值，δ为最大估计偏差，事先设定。
现以具体实施例详细说明本发明的用于滤波多音调制技术的信道估计方法。
本实施例的用于滤波多音调制技术的信道估计方法包括：
1)利用基于PN序列的时域信道估计算法求取时域信道估计值，作为信道估计值初始值初始化迭代次数t，t＝1。
由于利用块状导频序列可以实现载波和定时同步，本实施例选择插入块状导频序列，如图2所示，根据最大似然准则，求取时域信道估计值。
(1)首先对FMT基带信道模型说明如下：
M路并行发送信号经过K倍内插后采用原型滤波器H(f)进行带限，然后用等时间间隔的子载波进行频率搬移，再经过叠加后即得到发送信号x(kTs)，发送端信号表示为：
其中，k表示每个符号的采样点数；TS表示采样周期，为方便表示，本实施例采用数字频率，即采用频率1/Ts＝1；Ai(nT)表示第i路发送信号数据；n表示数据序列长度；T表示数据周期；h(kTS-nT)表示原型滤波器对发送数据的冲激响应；i表示包含于M下的任一路信号；fi表示第i路发送信号的子载波频率。
本实施例中，原型滤波器H(f)采用SRRC滤波器。
(2)发送信号经过信道传输后与白噪声进行叠加，然后被接收端接收。假设信道是慢时变信道，即信道在Nshort符号周期内(Nshort足够短)是不变化的，接收信号由多发送信号经过L条路径之后的信号叠表示，表达式为：
其中，L表示无线信道的路径数目；c(l)为信道第l径的复衰减；v(k)为均值为0、方差为的高斯白噪声；表示发送信号在多径下的信号叠加值。
(3)接收信号经过变频滤波后得到子载波信号，对其进行K倍抽取，得到接收符号其表达式为：
其中，g(nK-k)表示接收匹配滤波器的时域响应。
结合公式(1)和公式(2)分解公式(3)，得到接收符号表达为：
其中，
表示高斯白噪声经过匹配滤波器后的时域响应。
记
得到：
其中，表示第i路子载波频率下的接收符号，是M路子载波的发送符号在第i路子载波的匹配滤波器响应后的叠加，i∈M；Am(q)表示第m条路径下的发送数据，包括导频序列和数据，m＝0,1,...M-1；q表示数据传输时间轴上的某一点。
由于是研究数据对导频序列估计的影响，接下来的计算围绕导频序列展开，此时，n∈P，P为导频序列时间坐标的集合。如图2所示，导频序列的长度为Q，则P＝{n0,n1,...,nQ-1}。接收导频符号
结合式(6)和式(7)，对χi,p(l)分解后得到
表示导频序列的传输符号，公式(10)中第一项由导频确定，为已知项；第二项为数据对导频的干扰，为未知项。通过迭代来消除第二项是本发明的重点内容。将公式(10)代入接收导频符号表达式(即公式(9))进一步推导可得：
其中，
为方便求解c(l)，将公式(11)由向量形式表达，记为
其中，c＝[c(0),c(1),...,c(L-1)]T
将进行矩阵分解后得到：
记为Y＝(ψ+U)c+V，其中，噪声向量V服从均值为0、方差为的高斯分布。因此，可求得Y的概率密度函数为
其中，X＝ψ+U且X为MQ×L维矩阵，N表示接收端观测窗长，需满足符号周期的个数，需满足N>>1，本实施例中取N＝10Q。
假设MQ≥L且根据最大似然准则，求得时域信道估计值为
该时域信道估计值即作为信道估计值初始值。
2)求解传输符号估计值；
采用SRRC滤波器作为原型滤波器，根据该原型滤波器的模糊函数，其整体包络成下降趋势，这说明与导频在同一子载波上且距离较小的传输符号需要被估计。因此在传输符号求解时仅考虑与导频同子载波且距离较近的传输符号，可降低传输符号求解的复杂度。
当信噪比较高时，高斯白噪声vi(n)对信道估计带来的影响可以忽略。由公式(15)可看出信道估计值c(l)与传输符号干扰矩阵的关系，而干扰矩阵的求解需建立在传输符号求解的基础上。为简化计算，在求解干扰矩阵μi,n(l)时，仅考虑m＝i且|q-p-l/K|≤4的传输符号，即仅在与导频序列在同一子载波上且距离小于4+l/K的传输符号需要被估计，推算出简化的传输符号估计公式为
其中，表示接收符号的估计值；表示传输符号的估计值，在估计传输符号的初值时，使 表示与导频序列在同一子载波上且传输时间轴上与导频序列一一对应的传输符号的匹配滤波器响应函数；表示第l径信道的估计值；表示与导频序列在同一子载波上的传输符号的匹配滤波器响应函数。
3)由式(16)估算的传输符号进一步求解干扰矩阵估计值；
4)以步骤2)求得的传输符号估计值和步骤3)求得的干扰矩阵估计值作为迭代的输入参数代入式(15)求解新的信道估计值；
5)判断是否成立，若成立，则结束信道估计，若不成立，t＝t+1，返回步骤2)，其中，表示更新后的信道估计值，表示更新前的信道估计值，δ为最大估计偏差，本实施例中δ取10e-6。
Claims (7)
1.用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，在基于PN序列的时域信道估计算法基础上通过迭代逐渐消除多径信道对导频引入的干扰。
2.如权利要求1所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，该信道估计方法包括：
1)利用基于PN序列的时域信道估计算法求取时域信道估计值，作为信道估计值初始值，初始化迭代次数t，t＝1；
2)求解传输符号估计值；
3)根据传输符号估计值，求解干扰矩阵估计值；
4)以步骤2)求得的传输符号估计值和步骤3)求得的干扰矩阵估计值作为迭代的输入参数更新信道估计值；
5)判断是否成立，若成立，则结束信道估计，若不成立，t＝t+1，返回步骤2)，其中，表示更新后的信道估计值，表示更新前的信道估计值，δ表示最大估计偏差。
3.如权利要求2所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，步骤1)中，选择插入块状导频序列，根据最大似然准则，求取时域信道估计值。
4.如权利要求2所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，步骤1)中，FMT基带信道模型中原型滤波器采用SRRC滤波器。
5.如权利要求4所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，步骤3)中，传输符号估计值求解公式为：
其中，表示接收符号的估计值；表示传输符号的估计值，在估计传输符号的初值时，使表示与导频序列在同一子载波上且传输时间轴上与导频序列一一对应的传输符号的匹配滤波器响应函数；表示第l径信道的估计值；表示与导频序列在同一子载波上的传输符号的匹配滤波器响应函数。
6.如权利要求5所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，步骤4)中，干扰矩阵估计值求解公式为：
7.如权利要求2所述的用于滤波多音调制技术的信道估计方法，其特征在于，所述步骤5)中，δ取10e-6。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810000600.6A CN108337198A (zh) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | 用于滤波多音调制技术的信道估计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810000600.6A CN108337198A (zh) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | 用于滤波多音调制技术的信道估计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108337198A true CN108337198A (zh) | 2018-07-27 |
Family
ID=62924949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810000600.6A Pending CN108337198A (zh) | 2018-01-02 | 2018-01-02 | 用于滤波多音调制技术的信道估计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108337198A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111555993A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 西安电子科技大学 | Fbmc系统中基于迭代预处理的信道估计方法 |
| WO2023072004A1 (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 华为技术有限公司 | 通信方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030231725A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-18 | Scarpa Carl G. | Methods and apparatus for spectral filtering channel estimates |
| CN101056302A (zh) * | 2007-05-31 | 2007-10-17 | 上海交通大学 | Ofdm系统中基于ukf的信道与载波频率偏移估计方法 |
| CN103475606A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 重庆邮电大学 | Lte-a系统中tm9模式下基于参考信号的信道估计方法 |
| CN107359904A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-17 | 重庆邮电大学 | 基于压缩感知、高速移动的ufmc系统无线信道估计方法 |
| CN107483373A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-15 | 北京睿信丰科技有限公司 | 一种抗多径迭代加权的lmmse信道估计方法及装置 |
-
2018
- 2018-01-02 CN CN201810000600.6A patent/CN108337198A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030231725A1 (en) * | 2002-06-17 | 2003-12-18 | Scarpa Carl G. | Methods and apparatus for spectral filtering channel estimates |
| CN101056302A (zh) * | 2007-05-31 | 2007-10-17 | 上海交通大学 | Ofdm系统中基于ukf的信道与载波频率偏移估计方法 |
| CN103475606A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 重庆邮电大学 | Lte-a系统中tm9模式下基于参考信号的信道估计方法 |
| CN107359904A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-17 | 重庆邮电大学 | 基于压缩感知、高速移动的ufmc系统无线信道估计方法 |
| CN107483373A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-12-15 | 北京睿信丰科技有限公司 | 一种抗多径迭代加权的lmmse信道估计方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王长青: "《滤波多音系统解调关键技术研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文库 信息科技辑》 * |
| 王长青等: "滤波多音系统迭代时域信道估计方法", 《信息工程大学学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111555993A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-08-18 | 西安电子科技大学 | Fbmc系统中基于迭代预处理的信道估计方法 |
| WO2023072004A1 (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-04 | 华为技术有限公司 | 通信方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101778069B (zh) | 一种新型ofdm信道估计联合ici自消除方法 | |
| CN102404268B (zh) | 高速移动环境下莱斯信道中多普勒频偏估计与补偿方法 | |
| CN103051578B (zh) | 带有ici消除的迭代差错扩散判决ofdm信道估计方法 | |
| CN103107969A (zh) | 一种快变ofdm系统的渐进迭代时变信道估计和ici消除方法 | |
| CN113259291B (zh) | 利用水声连续信号动态多普勒跟踪实现的相位补偿方法 | |
| TWI449367B (zh) | Channel estimation method, pilot information selection method, user equipment and base station | |
| CN111935046B (zh) | 一种低复杂度的频移键控信号符号率估计方法 | |
| CN103825850A (zh) | 一种适合LTE-Advanced系统的上行信道估计方法和系统 | |
| US9674024B2 (en) | Method for transmitting a signal with a preamble and corresponding devices, signal with corresponding preamble for synchronization of a receiver | |
| CN112003810A (zh) | 一种基于ofdm的水声通信同步方法、智能终端及存储介质 | |
| CN107171988A (zh) | 可见光通信中基于压缩感知的omp稀疏信道估计方法 | |
| CN105187352A (zh) | 一种基于ofdm前导的整数频偏估计方法 | |
| WO2019206331A9 (zh) | 一种基于混沌成型和混沌匹配滤波器的无线通信方法 | |
| CN100493056C (zh) | 带时域包络加权的正交频分复用系统的频域信道估计方法 | |
| CN104836770B (zh) | 一种基于相关平均与加窗的定时估计方法 | |
| CN106789791B (zh) | 基于共轭对称训练序列的移动通信系统载波频偏估计方法 | |
| CN108337198A (zh) | 用于滤波多音调制技术的信道估计方法 | |
| CN113746772B (zh) | 一种基于ofdm调制信号的无线信道探测方法及装置 | |
| CN112383495B (zh) | 一种基于pt-rs的频偏估计方法及系统 | |
| CN112202693B (zh) | 一种适用于ofdm系统的抗干扰频偏估计方法 | |
| CN105847192B (zh) | 一种动态稀疏信道的联合估计方法 | |
| CN110830403A (zh) | 提高水声稀疏正交频分复用多载波调制性能的方法 | |
| CN104184688B (zh) | 一种基于模糊函数的ofdm信号参数估计方法 | |
| CN107707499B (zh) | 一种Alpha稳定分布噪声下OFDM信号调制参数估计方法 | |
| CN105763490A (zh) | 一种改进的带内降噪的dft信道估计算法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180727 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |