[发明专利]高速移动链路信道参数估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信网络领域，尤其涉及一种针对高铁移动通信中大跨度的高速移动场景下信道的参数估计方法。

背景技术

在本技术领域中，通常将超过120公里/小时算作高速通信的移动场景，在该种情况的大跨度高速移动场景下，移动站的快速移动使得接收系统的多普勒效应十分显著，从而导致接收信号严重变形，信道衰落对接收机误码率的影响加剧。大量实验数据表明Nakagami分布可以对实际无线环境的小尺度衰落包络很好的建模，分布的概率密度函数为：其中m和Ω是该分布的两个参数，将服从Nakagami分布的小尺度衰落的信道建模称为Nakagami信道模型，其中Ω＝E[R²]是序列R的二阶矩，定义为“形状因子”，刻画信道的衰落程度。因此为了更好的反应系统的本来特征，在信道模型选择上，在信道小尺度描述的方面采用普适的Nakagami信道模型，而在大尺度上，特别是大跨度高速移动场景下，移动台和地面基站的信道质量受远近效应影响十分明显。在接收机加性噪声功率恒定的情况下，接收信号的信噪比会严重的受到大尺度路径衰落的影响。例如，移动台离地面越远，接收信噪比越低，反之越高。在已知的Nakagami信道下信道特征分析和参数估计方法中，一般不考虑类似于高铁移动通信的这种大跨度以及远近效应剧烈的低信噪比的情况，因此，已知的信道特征参数分析和参数估计难以很好的适应大跨度高速移动场景。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种针对高速通信的移动场景下弱信噪比环境的高速移动链路信道参数估计方法。

为达到上述目的，本发明高速移动链路信道参数估计方法，所述方法包括：

将不同强弱信噪比环境下的接收信号进行分段处理；

将弱信噪比环境下的接收信号进行Nakagami信道的参数m的估计，所述参数m的估计方法包括：

采集接收信号；

根据采集到的第一接收信号序列计算加性噪声系数估计值；

根据采集到的第二接收信号序列以及所述加性噪声系数估计值计算修正因子值；

根据所述修正因子值对所述第二接收信号序列进行修正处理，计算修正后的最大似然法的计算中间项；

根据修正后的所述最大似然法的计算中间项计算参数m的估计值。

进一步地，所述修正因子值通过求解修正因子方程得到，所述修正因子方程为：

其中，μ₁,μ₂,μ₃,μ₄分别为信道小尺度衰落幅度g(i)的一阶矩、二阶矩、三阶矩和四阶矩，为第二接收信息序列归一化值，τ为修正因子值；

当所述修正因子方程有解时，计算出的τ值即为所述修正因子值；

当所述修正因子方程无解时，所述修正因子值通过求解计算式：

计算得到，其中τ为所述修正因子值。

具体地，所述修正因子的具体计算步骤如下：

采集第二接收信号序列，所述第二接收信号序列包括全部为同一常数的第二发送信息序列{x₂(i)＝A,i＝1,2,...,N}以及第二接收信息序列{y₂(i),i＝1,2,...,N}，其中A为任意常数；

建立所述第二接收信号序列的信号传输模型：其中g(i)为Nakagami信道小尺度衰落幅度，Pt为天线增益，α为信道大尺度衰落系数，d为地面基站到移动接收端的直线距离,n(i)为噪声项，服从高斯分布N(0，σ²),σ²为加性噪声系数估计值；

利用归一化公式和对所述加性噪声系数估计值以及所述第二接收信息序列进行归一化处理，得到加性噪声系数归一化值和第二接收信息序列归一化值

根据所述加性噪声系数归一化值和所述第二接收信息序列归一化值计算得到归一化后的信道小尺度衰落幅度g(i)的一阶矩或一阶矩以上的各阶矩，归一化后的所述信道小尺度衰落幅度g(i)的一阶矩或一阶矩以上的各阶矩的计算式分别为：

……………………

其中，μ₁,μ₂,μ₃,μ₄分别为所述信道小尺度衰落幅度g(i)的一阶矩、二阶矩、三阶矩和四阶矩，为所述加性噪声系数归一化值，为所述第二接收信息序列归一化值；