[发明专利]高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法

权利要求书

1.一种高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：测量真实场景中的系统参数；

步骤2：根据真实场景中的系统参数设置正交频分复用OFDM通信系统；

步骤3：根据正交频分复用OFDM通信系统中得出的统计特性建立信道模型；

步骤4：根据信道模型消除子载波间干扰ICI；

步骤5：根据统计信息设计信道估计方法，获得估计后的信道信息；

步骤6：利用估计后的信道信息进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，所述步骤1包括：在接收端移动时速大于300km/h的移动场景中测量真实场景中的多径个数、最大多普勒频偏、OFDM载波个数、载波频率、系统带宽、基站功率覆盖范围和基站到接收端运动轨迹垂直距离。

3.根据权利要求1所述的高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，所述步骤2包括：建立OFDM通信系统；利用OFDM载波个数、载波频率、系统带宽参数，并根据长期演进LTE标准设置OFDM通信系统。

4.根据权利要求1所述的高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：在时域信道中选择时域信道节点，即采样时刻；

-步骤3.1.1：从建立的OFDM通信系统的信道中选择时域信道节点，所述OFDM通信系统包括L个传输路径，每个所述传输路径包括N个信道信息，且所述时域信道节点为每个传输路径中任选地M个信道信息，其中L>0，N>0，M>0，且M满足M<<N；

-步骤3.1.2：计算传播路径的瞬时冲击响应，计算公式如下：

h_l=[h_0,l,h_1,l,…,h_N-1,l]^T，

Μ=[m₁,m₂,…,m_M]，

h_n,l=α_l,nh_l,M，

α_l,n=[α_l,n(m₁),α_l,n(m₂),…,α_l,n(m_M)]，

且0≤l≤L-1，

式中：L表示OFDM通信系统中整个信道所包含的传输路径数，N表示每个传输路径包含的信道信息数，l表示OFDM通信系统中的第l个传输路径，h_l表示第l个传输路径的N个信道信息组成的时域信道矩阵，h_n,l表示第l个传输路径的第n个信道信息，α_l,n表示第l传播路径在第n时刻对应的权值，h_N-1,l表示第l个传输路径的第N-1个信道信息，m_M表示选取的第M个采样时间点，Μ表示所选取的采样时间点矩阵，h_l,M表示第l个传输路径根据M个选取的采样时间点构成的M×1维的信道信息矩阵，表示第l个传输路径在第M个选取的采样时间点的信道信息，α_l,n表示1×M维权重矩阵，α_l,n(m_i)表示第l个传输路径的第n时刻的冲击响应在第i个选中的采样时间点对应的权值，m_i表示第i个选取的采样点，其中1≤i≤M；

-步骤3.1.3：根据传播路径的瞬时冲击响应计算域信道节点的权重，计算公式如下：

式中，Ε[ ]表示期望运算，表示第l个传输路径在根据M个选取的采样时间点构成的信道信息矩阵的共轭转置，Ε[ ]^-1表示期望运算的逆运算，其中令Ε[|h_n,l-α_l,nh_l,M|²]的值最小；

当在高移动环境下的无线传输信道符合Jakes模型，因此时域信道信息满足以下相关性特性，即：

式中：J₀表示0阶贝塞尔方程，T_s表示OFDM系统的采样周期，为矩阵h_l,M中的第i个元素，f_d表示多普勒频偏，参数v表示接收端移动速度，参数c表示光速，参数f_c表示载波频率，参数θ表示基站与接收端之间的夹角，m表示第m个时刻，n表示第n个时刻，m_M表示选取的第M个采样时刻，J表示时变信道的归一化相关函数；

-步骤3.1.4：根据求解得到的时域信道节点进行信道估算，计算公式如下：

且h_l=α_lh_l,M，

α_l=[α_l,0,α_l,1,…,α_l,N-1]^T，

式中：α_l表示第l个传输路径中一个OFDM符号的权重矩阵，α_l,N-1表示第l个传输路径在第N-1个时刻对应的权重值，α₀表示第0个传输路径中一个OFDM符号的权重矩阵，α_L-1表示第L-1个传输路径中一个OFDM符号的权重矩阵，表示第0个传输路径根据M个选取的采样时间点构成的信道信息矩阵的共轭矩阵，表示第L个传输路径根据M个选取的采样时间点构成的信道信息矩阵的共轭矩阵；其中一个OFDM符号由N个时刻的信号构成。