[发明专利]一种穿钢系统的信道估计方法

权利要求书

1.一种穿钢系统的信道估计方法，其特征在于，包括：

在接收端，根据接收到的导频信号，利用压缩感知的稀疏重构算法对信道估计进行重构，得到穿钢系统的信道状态响应估计值；

根据得到的信道状态响应估计值对接收端的接收信号进行均衡，得到均衡之后的信号；

其中，在接收端，根据接收到的导频信号，利用压缩感知的稀疏重构算法对信道估计进行重构，得到穿钢系统的信道状态响应估计值之前，所述方法还包括：

在发射端，确定导频的插入方式及插入间隔；

根据确定的导频的插入方式及插入间隔，确定导频插入位置；

根据确定的导频插入位置，在发送信号的正交频分复用信号中插入导频，将插有导频的正交频分复用信号发送出去；

其中，在确定导频的插入方式及插入间隔时，得到的导频选择矩阵在与傅里叶变换矩阵相乘后满足有限等距性质；

其中，导频选择矩阵与发送信号、接收信号之间的关系为：

PXFh＝Φh＝PY

其中，P表示导频选择矩阵；Y表示接收信号；X表示发送信号；PX表示发送的导频信号；PY表示接收到的导频信号；F表示傅里叶变换矩阵，傅里叶变换矩阵是稀疏矩阵，用于使信道状态响应值h从时域变到频域H；Φ表示传感矩阵；

其中，所述在接收端，根据接收到的导频信号，利用压缩感知的稀疏重构算法对信道估计进行重构，得到穿钢系统的信道状态响应估计包括：

A1，计算传感矩阵Φ和接收到的导频信号PY的内积，选出内积最大的L个值；其中，L取值在1到最大稀疏度K之间；

A2，将接收到的导频信号PY用y来表示：y＝Φh，并将选出的L个值对应的传感矩阵的列构成矩阵Φ_t，利用最小二乘原则求出h的估计值：其中，上标T表示矩阵转置，下标t表示当前迭代次数；

A3，确定残差r_t，其中，r_t表示为：

A4，判断当前迭代次数t是否小于最大稀疏度K，若小于，则返回步骤A1继续执行，并且步骤A1改为计算传感矩阵Φ与残差r_t的内积；否则，则重构所得的h即当前迭代所得的值，并利用得到信道状态响应估计值H；

其中，所述根据得到的信道状态响应估计值对接收端的接收信号进行均衡，得到均衡之后的信号包括：

通过公式Y′＝Y×H对接收端的接收信号进行均衡，得到均衡之后的信号Y′；其中，Y表示接收信号，H表示信道状态响应估计值；

其中，在第n+1次迭代时的信道状态响应值H(n+1)表示为：

H(n+1)＝H(n)+μ×e×Y′

其中，H(n)表示第n迭代时的信道状态响应值；μ表示学习速率；e表示偏差，e＝Y-Y′。

2.根据权利要求1所述的穿钢系统的信道估计方法，其特征在于，所述穿钢系统包括：发射端信号处理模块、与所述发射端信号处理模块相连的发射端超声波换能器、与所述发射端超声波换能器相连的金属板、与所述金属板相连的接收端超声波换能器，与所述接收端超声波换能器相连的接收端信号处理模块；其中，

超声波换能器与金属板之间通过耦合剂进行黏贴；

发射端超声波换能器和接收端超声波换能器在金属板两侧同轴对称安装。

3.根据权利要求2所述的穿钢系统的信道估计方法，其特征在于，所述方法还包括：

对穿钢系统的信道传播模型进行扫频测试，根据测试结果，确定超声波换能器、耦合剂和金属板的尺寸。

4.根据权利要求3所述的穿钢系统的信道估计方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于超声波换能器、耦合剂和金属板的材料特性，建立穿钢系统的信道传播模型。