[发明专利]基于压缩感知的专用短距离通信信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种专用短距离通信信道的估计方法，适用于收发双端同时移动且移动速率可能很高的车载通信。

背景技术

2011年11月专用短距离通信的IEEE802.11p标准正式颁布，它是由美国交通部基于欧洲环境针对车辆的通信网路，特别是在电子道路收费系统、车辆安全服务与车载商业交易系统等应用而规划的中长距离继续传播空气介面系统的计划。车载通信中收发双端的同时快速移动使得专用短距离通信标准IEEE802.11p的无线信道环境非常恶劣，所以IEEE802.11p标准中使用了许多关键的技术，如，同步技术、信道估计、信道均衡及分集技术等。已经有许多学者在信道估计方面做出了大量的研究，美国学者J.A.Fernandez在没有改变协议的基础上提出了一种OFDM符号智能判决方案，但是其误帧率并不理想；韩国学者Woong Cho等人研究了在IEEE802.11p的帧结构中插入中间同步码后的信道估计性能，但是这样做就改变了协议；澳大利亚学者T.Zemen为IEEE802.11p设计了一种迭代估计器，通过对广义上的迭代离散球状序列的迭代提高信道估计性能，但是这样需要较多的迭代次数来达到性能要求，收敛性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提出一种基于压缩感知的专用短距离通信信道估计的方法，以在不改变协议的基础上降低帧长度较长时系统的误码率。

实现本发明的技术方案是：将压缩感知技术应用于专用短距离通信的信道估计中，通过利用较少的导频数量而获得相同信道估计性能，其实现步骤包括如下：

（1）在发送端采用Applebaum导频方法设计导频插入位置和导频数据，从N×N的单位矩阵中选择出与导频位置相对应的P行，得到一个选择矩阵S∈C^P×N，其中N为发送的数据符号的总个数，P为导频数据个数；

（2）根据步骤（1）得到的导频插入位置在发送的数据符号中插入导频数据；

（3）将插入导频数据后的数据符号经过IFFT变换后通过专用短距离通信系统下的无线信道发送给接收端；

（4）接收端将接收到的信号经过FFT变换后得到信号向量Y∈C^N×1且

Y＝XH+N＝XWh+N，

其中X＝diag(x₁,x₂,...,x_i,...,x_N)，X∈C^N×N，x_i表示发送的第i个数据符号，且i∈[1,N]，即实际发送的数据或导频数据，H∈C^N×1为信道的频域响应，N∈C^N×1为频域信道噪声，h为信道的时域冲激响应，h＝[h₀,h₁,...,h_l,...,h_L-1]^T，h_l为第l个抽头的复增益，且l∈[0,L-1]，L为离散信道的抽头时延的总个数，W∈C^N×L为离散傅里叶变换的采样系数矩阵，

式中WN=e-j2πN;]]>

（5）根据步骤（4）中的信号向量Y及步骤（1）中的选择矩阵S，得到接收的导频处数据为：

Y_P＝X_PW_Ph+N_P，