CN118075064A - 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法 - Google Patents

一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118075064A
CN118075064A CN202410494186.4A CN202410494186A CN118075064A CN 118075064 A CN118075064 A CN 118075064A CN 202410494186 A CN202410494186 A CN 202410494186A CN 118075064 A CN118075064 A CN 118075064A
Authority
CN
China
Prior art keywords
doppler
otfs
signal
channel
channel estimation
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.)
Granted
Application number
CN202410494186.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN118075064B (zh
Inventor
刘子威
赵鑫杰
张更新
汪洋
陈川
洪涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Royal Communication Information Technology Co ltd
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Nanjing Royal Communication Information Technology Co ltd
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Royal Communication Information Technology Co ltd, Nanjing University of Posts and Telecommunications filed Critical Nanjing Royal Communication Information Technology Co ltd
Priority to CN202410494186.4A priority Critical patent/CN118075064B/zh
Publication of CN118075064A publication Critical patent/CN118075064A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN118075064B publication Critical patent/CN118075064B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
    • 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
    • H04L25/0242—Channel estimation channel estimation algorithms using matrix methods
    • 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
    • H04L25/0256—Channel estimation using minimum mean square error criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
    • H04L2027/0026—Correction of carrier offset
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明提出一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，包括：根据设计的OTFS帧结构和前导结构估计多普勒尺度因子；根据估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿；根据空子载波的信息估计剩余的多普勒频移的整数部分；根据估计的整数多普勒偏移和导频信道脉冲响应计算分数多普勒频移和其他的信道参数，完成信道估计；利用估计的信道响应和LMMSE检测实现OTFS信号检测。本发明引入多普勒尺度因子进行预补偿，利用空子载波的正交信息估计多普勒频移，基于导频信道响应的互相关表达式进行信道估计，解决了复杂环境下不能进行有效信道估计的问题，同时降低了计算复杂度，提升了信号传输的稳健性，更适用于复杂环境下的卫星物联网场景。

Description

一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法
技术领域
本发明涉及一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，属于卫星通信技术领域。
背景技术
低轨卫星具有发射成本低、传输损耗小、组网后能够实现全球无缝覆盖等优点，因此受到全球诸多的互联网、通信、航天航空企业的青睐。但由于其高移动性的特点，卫星和用户终端之间的相对运动会产生高多普勒频移。同时，低轨卫星通信场景下信道所展现的快变特性以及可能出现的多径，会使得无线信道受到快衰落与频率选择性衰落的影响，二者都会对通信系统的性能造成极大的影响。OTFS技术的优势可以很好地解决高移动速度场景下宽带星-地链路的信号传输问题，有利于卫星、地面之间调制波形的统一，实现空天地一体化通信。然而，在重大灾难场景、丛林、峡谷以及复杂电磁环境下，在多普勒预补偿不能达到信道重构的条件时，信道估计将会失效，对信息解码产生严重影响。
针对SISO-OTFS系统架构，现有方案提出了一种基于脉冲的信道估计技术，在DD域中传输一个脉冲作为导频，DD域的接收信号可以看作是发射脉冲与DD信道的二维周期卷积，然后可以使用阈值判决的方法估计DD信道。上述信道估计方法的研究是基于单个导频，在白噪声或衰落严重的信道中，可能出现路径漏检、衰落系数误差过大的情况。为了进一步提升信道估计的性能，提出了基于保护带的多导频信道估计方法，通过在 DD 域中插入多个导频，并在每个导频周围都设置保护带，从而可以综合考虑多个导频的估计信息来提升信道估计准确性，但多导频及保护带的设置会造成资源利用率下降。针对系统开销的问题，现有方案提出了基于干扰消除的信道估计方法，取消了保护带，并将导频符号和数据符号叠加。针对分数多普勒的估计问题，现有方案提出了一种采用伪随机噪声序列作为DD域导频的方案。该方案通过估计时延、多普勒频移和衰落系数，计算相应的DD信道，该方案可以准确估计多普勒的分数部分，但计算复杂度较高。在LEO卫星通信系统中，面对复杂环境时，如果不能进行有效的多普勒预补偿，将导致接收信号不能满足OTFS系统子载波间隔的一半大于多普勒频移的信道重构条件，而现有的方案均在满足这样的条件下进行信道估计。因此，如何在复杂环境下多普勒不能有效预补偿时，实现有效的信道估计是需要解决的问题。
有鉴于此，有必要提出一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，在复杂环境下接收端不能进行有效多普勒预补偿的情况下，进行有效的信道估计，降低复杂度，提升信号传输稳健性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：
步骤1、基于系统设计的OTFS帧结构和前导信号，接收端通过自相关函数估计多普勒尺度因子/>；
步骤2、基于所述多普勒尺度因子，对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿，得到信号/>；
步骤3、利用空子载波信息估计所述信号的整数多普勒/>；
步骤4、将所述整数多普勒代入导频信道响应表达式/>和自身的归一化互相关函数/>，得到变量为分数多普勒的函数表达式/>；
步骤5、基于所述互相关函数，计算不同时延抽头的最大值，得到对应的分数多普勒/>；
步骤6、基于所述整数多普勒、所述分数多普勒/>和所述互相关函数/>，对所述信号/>的其他信道参数进行估计；
步骤7、基于步骤6估计得到的信道参数，采用LMMSE信号检测和OTFS解调，完成信号接收。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1包括：
步骤1.1、在接收端，对前导信号进行采样/>，得到离散形式的前导信号/>为：
，
其中，为发送端信号的时频表达式，/>为OTFS信号子载波索引，为OTFS信号时隙索引，/>为载波频率，/>为多普勒尺度因子，/>为前导码的帧持续时间，/>为子载波数，/>为第/>条路径的信道系数，/>为路径数，/>为子载波间隔，/>为第/>条路径的时延，/>为循环前缀持续时间，/>为最大时延扩展，/>为噪声项，/>为指数函数，/>为复数；
步骤1.2、通过自相关计算和推导，得到：
，
其中，其中，为前导信号/>的共轭，/>为时频信号/>的共轭，/>为相同OTFS符号的自相关结果，/>，/>为估计的多普勒尺度因子，/>为相关窗长度，/>为常数，为前导信号的时隙数，/>表示信号/>的子载波索引，/>表示信号/>的时隙索引；
步骤1.3、得到多普勒尺度因子的估计值：
，
其中，表示计算相位操作。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2中包括：
根据步骤1估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样：
。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3包括：
步骤3.1、根据空子载波构建成本函数：
，
其中，为空子载波矩阵的正交补矩阵的子矩阵，/>表示转置操作，，/>为多普勒频移，/>表示包含空子载波索引的集合，q表示空子载波的索引；
步骤3.2、计算成本函数的最小值，得到多普勒的整数部分的估计值：
；
步骤3.3、将估计值转化为整数多普勒：
，
其中，为OTFS块的持续时间。
作为本发明的进一步改进，所述步骤4包括：
将步骤3得到的整数多普勒代入到归一化互相关函数/>，得到：
，
其中，导频信道响应，表示多普勒抽头，/>为OTFS信号的时隙数，/>表示第/>条径的相位，/>表示第/>条径的时延，表示第/>条径的多普勒，/>表示导频在时延-多普勒网格中第/>行第/>列的位置，/>表示第/>条径的增益，/>表示第/>条径的时延抽头索引，/>表示第/>条径的整数多普勒，/>表示第/>条径的分数多普勒，/>表示冲激函数，l表示时延抽头索引；
相位多项式，/>表示相位多项式/>的共轭，
初相表达式。
作为本发明的进一步改进，所述步骤5包括：
对于不同的时延抽头和不同可能的分数多普勒，计算/>最大值对应的/>值，即为分数多普勒：
。
作为本发明的进一步改进，所述步骤6包括：
根据步骤3和步骤5得到的多普勒的估计值和步骤4得到的/>分别对第/>条径的信道增益的模值/>，时延抽头/>，信道的相位项/>，信道的初始相位/>进行估计，具体估计方法如下：
。
作为本发明的进一步改进，所述步骤7包括：
步骤7.1、基于所述步骤6估计得到的信道参数，针对不同路径重构的信道矩阵/>，将所述信道矩阵/>分解为/>的子矩阵/>，通过LMMSE检测方法得到信号检测结果/>：
，
其中，为噪声方差，/>为/>的单位矩阵；
步骤7.2、对所述信道参数进行OTFS信号解调，完成信号接收。
有益效果：
1、本发明利用设计的前导结构，在多普勒预补偿不能满足信道重构条件时，仍能进行有效的信道估计，使得复杂环境下低轨卫星物联网的OTFS信号传输能够实现。
2、本发明利用空子载波携带的正交信息和导频信息进行频偏估计和信道估计，在不损失性能的同时，降低了信道估计复杂度。
附图说明
图1是本发明方法的联合多普勒尺度和信道估计方法流程框图；
图2是本发明方法不同前导码长度下的均方误差比较；
图3是本发明方法与现有方法计算复杂度的比较；
图4是本发明方法的有效性验证图；
图5是本发明方法的性能分析图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
参见图1，本发明的具体实现步骤如下：
步骤 1、接收端接收到的OTFS信号为，其中，/>，/>为总帧数，本方法以一帧为例进行研究，用/>表示。接收端根据系统设计的OTFS帧结构，利用前导信号/>，通过自相关函数/>估计多普勒尺度因子/>。
在接收机端，对前导信号进行采样/>，得到的前导信号/>为：
，
其中，为发送端信号的时频表达式，/>，m为OTFS信号子载波索引，， n为OTFS信号时隙索引，/>为载波频率，/>为多普勒尺度因子，/>为前导码的帧持续时间，/>为子载波数，/>为为第/>条路径的信道系数，/>为路径数，/>为子载波间隔，/>为第/>条路径的时延，/>为循环前缀持续时间，/>为最大时延扩展，/>为噪声项，/>表示指数函数，/>表示复数。
通过自相关计算和推导，得到如下结果：
，
其中，为前导信号/>的共轭，/>为时频信号/>的共轭，/>为相同OTFS符号的自相关结果，/>，/>，/>为估计的多普勒尺度因子，/>为相关窗长度，/>为常数，/>为前导信号的时隙数，/>表示信号/>的子载波序号，/>表示信号/>的时隙序号，/>表示指数函数，/>表示复数。
根据上式，可得到多普勒尺度因子的估计值：
，
步骤 2、依据步骤1估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿，得到信号/>。
根据步骤1估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样：
，
其中和/>分别为OTFS信号的子载波数和时隙数。
步骤 3、利用空子载波信息估计步骤2中预补偿后的OTFS信号的剩余多普勒的整数部分/>。
利用OTFS子载波固有的正交性，根据空载波构建成本函数：
，
其中为空子载波矩阵的正交补矩阵的子矩阵，/>表示转置操作，，/>为多普勒频移，/>表示包含空子载波索引的集合，q表示空子载波的索引。
通过计算成本函数的最小值，得到多普勒的整数部分的估计值；
，
接着，将估计值转化为整数多普勒：
，
其中为OTFS块的持续时间。
步骤 4、将步骤3得到的整数多普勒代入导频信道响应表达式/>和自身的归一化互相关函数/>，得到/>。
步骤3得到的整数多普勒代入到归一化互相关函数/>，得到如下结果：
，
其中导频信道响应，表示多普勒抽头，/>为OTFS信号的时隙数，/>表示第/>条径的相位，/>表示第/>条径的时延，表示第/>条径的多普勒，/>表示导频在时延-多普勒网格中第/>行第/>列的位置，/>表示第/>条径的增益，/>表示第/>条径的时延抽头索引，/>表示第/>条径的整数多普勒，/>表示第/>条径的分数多普勒，/>表示冲激函数，l表示时延抽头索引；
相位多项式，/>表示相位多项式/>的共轭，
初相表达式。
步骤 5、利用步骤4得到的，计算不同时延抽头的最大值，得到对应的分数多普勒的估计值/>。
对于不同的时延抽头和不同可能的分数多普勒，计算/>最大值对应的/>值即为分数多普勒：
。
步骤 6、利用步骤3和步骤5多普勒的估计值和步骤4得到的/>，对其他信道参数进行估计，最后进行OTFS信号检测和OTFS解调，完成信号接收。
根据步骤3和步骤5得到的多普勒的估计值和步骤4得到的/>分别对第/>条径的信道增益的模值/>，时延抽头/>，信道的相位项/>，信道的初始相位/>进行估计，具体估计方法如下：
。
步骤 7、根据步骤6估计的信道参数，采用LMMSE信号检测和OTFS解调，完成信号接收。包括如下步骤：
根据步骤6估计得到的信道参数针对不同路径重构的信道矩阵/>，将其分解为/>个/>的子矩阵/>，则通过LMMSE检测方法得到信号检测结果/>：
，
其中，为噪声方差，/>为/>的单位矩阵。
最后进行OTFS信号解调，完成信号接收。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明的效果可通过以下仿真进一步验证。
1、实验场景：
场景设置为Starlink下行链路，具体通信参数为载波频率为10.7GHz，子载波间隔为234.375KHz，子载波数1024，OTFS块数为302，ZP长度为68，调制方式为16QAM，星地距离为550Km，仰角为50°，信道模型为NTN-TDL-C。
2、实验内容与结果：
实验1、统计不同前导码长度对多普勒预补偿误差的影响。通过前导码的自相关计算估计多普勒因子，对接收信号进行多普勒预补偿，从而满足信道重构条件。分别取不同前导码长度对多普勒因子进行估计，估计结果的均方误差如图2所示。从仿真结果可以看出，前导码越长，多普勒因子估计的均方误差越小，前导码长度在以上时，均方误差指标趋于一致。
实验2、统计不同信道估计方案的计算复杂度。以子载波数为变量对不同方案的计算复杂度进行了计算比较。从图3可以看出，随着子载波的增加，信道估计方案的复杂度不断增加。提出的的方案与现有方案相比，降低了两个量级的计算复杂度。
实验3、验证复杂环境下不同信道估计方案的误码率性能。图4为不能进行有效多普勒预补偿时提出方法与现有方法的性能比较。图4为现有方法在进行有效多普勒域补偿后与现有方法的性能比较。从图5可以看出，与现有的基于DD域和基于伪随机序列的OTFS信道估计方案相比较，提出的联合多普勒尺度和信道估计方法可以实现复杂环境下的信道估计。从图4可以看出，系统能够进行有效多普勒预补偿时，提出的方法与现有方法相比性能相似，复杂度大大降低。
综上所述，本发明利用设计的前导结构，在多普勒预补偿不能满足信道重构条件时，仍能进行有效的信道估计，使得复杂环境下低轨卫星物联网的OTFS信号传输能够实现。本发明利用空子载波携带的正交信息和导频信息进行频偏估计和信道估计，在不损失性能的同时，降低了信道估计复杂度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、基于系统设计的OTFS帧结构和前导信号，接收端通过自相关函数/>估计多普勒尺度因子/>；
步骤2、基于所述多普勒尺度因子，对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿，得到信号/>；
步骤3、利用空子载波信息估计所述信号的整数多普勒/>；
步骤4、将所述整数多普勒代入导频信道响应表达式/> 和自身的归一化互相关函数，得到变量为分数多普勒的函数表达式/>；
步骤5、基于所述互相关函数，计算不同时延抽头的最大值，得到对应的分数多普勒/>；
步骤6、基于所述整数多普勒、所述分数多普勒/>和所述互相关函数/>，对所述信号/>的其他信道参数进行估计；
步骤7、基于所述步骤6估计得到的信道参数，采用LMMSE信号检测和OTFS解调，完成信号接收。
2.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤1包括：
步骤1.1、在接收端，对前导信号进行采样/>，得到离散形式的前导信号为：
，
其中，为发送端信号的时频表达式，/>为OTFS信号子载波索引，为OTFS信号时隙索引，/>为载波频率，/>为多普勒尺度因子，/>为前导码的帧持续时间，/>为子载波数，/>为第/>条路径的信道系数，/>为路径数，/>为子载波间隔，/>为第/>条路径的时延，/>为循环前缀持续时间，/>为最大时延扩展，/>为噪声项，e为指数函数，j为复数；
步骤1.2、通过自相关计算和推导，得到：
，
其中，为前导信号/>的共轭，/>为时频信号/>的共轭，/>为相同OTFS符号的自相关结果，/>，/>为估计的多普勒尺度因子，/>为相关窗长度，/>为常数，/>为前导信号的时隙数，/>表示信号/>的子载波索引，/>表示信号/>的时隙索引；
步骤1.3、得到多普勒尺度因子的估计值：
，
其中，表示计算相位操作。
3.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤2中包括：
根据步骤1估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样，得到重采样后的接收信号：
，
其中，和/>分别为OTFS信号的子载波数和时隙数。
4.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤3.1、根据空子载波构建成本函数：
，
其中，为空子载波矩阵的正交补矩阵的子矩阵，/>表示转置操作，，/>为多普勒频移，/>表示包含空子载波索引的集合，q表示空子载波的索引；
步骤3.2、计算成本函数的最小值，得到多普勒的整数部分的估计值：
；
步骤3.3、将估计值转化为整数多普勒：
，
其中，为OTFS块的持续时间。
5.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤4包括：
将步骤3得到的整数多普勒代入到归一化互相关函数/>，得到：
，
其中，导频信道响应，表示多普勒抽头，/>为OTFS信号的时隙数，/>表示第/>条径的相位，/>表示第/>条径的时延，表示第/>条径的多普勒，/>表示导频在时延-多普勒网格中第/>行第/>列的位置，/>表示第/>条径的增益，/>表示第/>条径的时延抽头索引，/>表示第/>条径的整数多普勒，/>表示第/>条径的分数多普勒，/>表示冲激函数，l表示时延抽头索引；
相位多项式，/>表示相位多项式/>的共轭，
初相表达式。
6.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤5包括：
对于不同的时延抽头和不同可能的分数多普勒，计算/>最大值对应的/>值，即为分数多普勒：
。
7.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤6包括：
根据步骤3和步骤5得到的多普勒的估计值和步骤4得到的/>分别对第条径的信道增益的模值/>，时延抽头/>，信道的相位项/>，信道的初始相位/>进行估计，具体估计方法如下：
。
8.根据权利要求1所述的一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，所述步骤7包括：
步骤7.1、基于所述步骤6估计得到的信道参数，针对不同路径重构的信道矩阵/>，将所述信道矩阵/>分解为/>的子矩阵/>，通过LMMSE检测方法得到信号检测结果/>：
，
其中，为噪声方差，/>为/>的单位矩阵；
步骤7.2、对所述信道参数进行OTFS信号解调，完成信号接收。
CN202410494186.4A 2024-04-24 2024-04-24 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法 Active CN118075064B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410494186.4A CN118075064B (zh) 2024-04-24 2024-04-24 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410494186.4A CN118075064B (zh) 2024-04-24 2024-04-24 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN118075064A true CN118075064A (zh) 2024-05-24
CN118075064B CN118075064B (zh) 2024-08-20

Family

ID=91095657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410494186.4A Active CN118075064B (zh) 2024-04-24 2024-04-24 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN118075064B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053522A1 (en) * 2000-02-29 2003-03-20 Lionel Hayoun Method and device for estimating a channel propagation
US20130279634A1 (en) * 2012-03-21 2013-10-24 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Methods and devices for estimating channel quality
CN110927750A (zh) * 2019-11-22 2020-03-27 中科院计算技术研究所南京移动通信与计算创新研究院 一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法
CN113644965A (zh) * 2021-08-16 2021-11-12 西安电子科技大学 基于无人机辅助的地对低轨卫星otfs安全传输方法
CN113890796A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 成都工业学院 基于otfs系统调制解调的高速信道估计装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030053522A1 (en) * 2000-02-29 2003-03-20 Lionel Hayoun Method and device for estimating a channel propagation
US20130279634A1 (en) * 2012-03-21 2013-10-24 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Methods and devices for estimating channel quality
CN110927750A (zh) * 2019-11-22 2020-03-27 中科院计算技术研究所南京移动通信与计算创新研究院 一种基于格型滤波Burg谱估计算法的低轨卫星多普勒频偏捕获方法
CN113644965A (zh) * 2021-08-16 2021-11-12 西安电子科技大学 基于无人机辅助的地对低轨卫星otfs安全传输方法
CN113890796A (zh) * 2021-09-30 2022-01-04 成都工业学院 基于otfs系统调制解调的高速信道估计装置及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘兰军;张永磊;张鹏程;李建芬;: "一种基于前导序列的水声OFDM通信系统设计", 电脑知识与技术, no. 12, 25 April 2016 (2016-04-25) *

Also Published As

Publication number Publication date
CN118075064B (zh) 2024-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7242720B2 (en) OFDM signal communication system, OFDM signal transmitting device and OFDM signal receiving device
US7327812B2 (en) Apparatus and method for estimating a plurality of channels
US6765969B1 (en) Method and device for multi-user channel estimation
US7974350B2 (en) Propagation path estimation method and apparatus
US7492830B2 (en) Signal receiving method in MIMO system and device therefor
US20070263752A1 (en) Delay-doppler channel response demodulation method and apparatus
EP1432168A1 (en) Multicarrier CDMA transmission method using Hadamard time-frequency spreading codes, and a transmitter and a receiver for said method
JP2008544626A (ja) マルチキャリア信号を受信するための受信装置
US20120099679A1 (en) Receiving apparatus and receiving method
CN103944850B (zh) 一种基于ofdm技术的wlan系统帧同步方法
JP3876437B2 (ja) マルチキャリア受信装置
CN112702290B (zh) 一种信道估计方法和设备
US8279743B2 (en) Method for interference estimation for orthogonal pilot patterns
US9031123B2 (en) Communication system and method using subspace interference cancellation
US20110019757A1 (en) Communication system, reception device, and communication method
JP2023524631A (ja) Ｏｆｄｍシステムでのチャネル推定および等化
Thottappilly OFDM for underwater acoustic communication
Yao et al. Low-complexity timing synchronization for decode-and-forward cooperative communication systems with multiple relays
CN118075064B (zh) 一种适于低轨卫星复杂环境下的otfs信道估计方法
CN114145048B (zh) 一种信道估计方法及装置
Wang et al. EM-based adaptive frequency domain estimation of Doppler shifts with CRLB analysis for CDMA systems
JP2007104574A (ja) マルチキャリア無線受信機及び受信方法
Zhang et al. A low complexity OMP sparse channel estimation algorithm in OFDM system
CN114079604A (zh) 通信信号的接收方法、装置、计算机设备和存储介质
Chen et al. Comparative Analysis of Performance of DWT-OFDM and DFT-OFDM

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant