[发明专利]用于移动正交频分复用系统的信道估计方法及其估计装置

权利要求书

1.一种用于移动正交频分复用系统的信道估计方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)向发送信号中每一子帧的数据符号中等间隔插入导频符号，形成块状导频结构；其中，所述发送信号包括多个子帧，每个子帧包括多个数据符号；

(2)根据所述块状导频结构中符号块上信道的频域信道响应矩阵、子载波符号的向量集合、信道的加性复高斯白噪声，建立子载波接收到的频域符号向量的系统传输模型一；

根据所述系统传输模型一，利用基扩展模型拟合信道冲激响应，建立由测量矩阵和基向量系数集合构成的系统传输模型二；

(3)根据相邻两个符号间的基系数的相关矩阵、信道转移过程噪声以及所述系统传输模型二，建立状态空间模型；

先生成无迹卡尔曼滤波的sigma点值，再通过一个比例系数调整sigma点与均值的距离，然后将sigma点值带入所述状态空间模型中，最后通过UT变换获取sigma点的预测值的均值、协方差矩阵，以生成状态预测方程；

先在获取sigma点的预测值后，进行状态更新，并再次对sigma点值进行UT变换，再将sigma点带入测量方程中，然后对所述测量方程的测量值加权求和，计算出所述测量值的均值、协方差矩阵以及互协方差矩阵，再然后计算增益、后验估计值以及所述预测值的协方差矩阵，最后修正系统噪声以及所述预测值的协方差矩阵的初始值，获取状态更新方程，并根据所述状态更新方程输出下一个符号估计点的后验估计值；

(4)根据更新方程获取的后验估计值点，先计算符号的信道冲激响应，再根据所述信道冲激响应，计算符号时间信道的冲激响应矩阵，然后计算所述频域信道响应矩阵，最后判断是否完成一个子帧的信道估计，是则继续执行下一个子帧的信道估计，否则进行步骤(1)，并直至完成所有子帧的信道估计；

其中，所述系统传输模型一为：

y_i＝H_is_i+z_i

式中，y_i表示第i个符号块上N个子载波接收到的频域符号向量，y_i＝[y_i(0),...,y_i(N-1)]^T，式[·]^T表示矩阵的转置；H_i为表示第i个符号块上信道的频域信道响应矩阵，H_i＝FG_iF^H，F表示傅里叶变换矩阵，矩阵表示第i个符号时间信道的冲激响应矩阵，每一行是由第i个符号时间上信道冲激响应第l个抽头上的第k个采样点h_i(k,l)组成的具有循环Toeplitz矩阵形式的行向量，F^H表示傅里叶逆变换矩阵；s_i为所述子载波符号的向量集合，s_i＝[s_i(0),...,s_i(n),...,s_i(N-1)]^T，s_i(n)表示发送第i个符号上的第n个子载波符号；z_i表示所述加性复高斯白噪声；

所述系统传输模型二为：

y_i＝D_ic_i+z_i

式中，c_i为第i个符号压缩基的基系数向量，第i个数据符号上第l个抽头压缩基的基系数向量其中Q表示压缩基向量维度；D_i为测量矩阵,存在以下关系：其中表示发送的时域符号序列，存在以下关系：对频域符号进行傅里叶逆变换得到S_i＝F^Hs_i，向量I_L表示L×L维单位矩阵，表示kronecker积；基向量存在以下关系：其中p表示过采样因子，q表示0～Q的整数，采样点

所述状态空间模型为：

式中，R_i表示相邻两个符号间的基系数的相关矩阵；v_i表示信道转移过程噪声，且协方差矩阵

定义所述数据符号为所述状态空间模型为：

式中，R_i表示相邻两个符号间的基系数的相关矩阵；v_i表示信道转移过程噪声，ψ(c_i)表示一非线性函数，且ψ(c_i)＝Ff(c_i)B；

在步骤(3)中，还进行以下步骤：

将修正后的系统噪声和协方差矩阵的初始值带入至下一个OFDM符号中；

调整sigma分布点，定义则：

定义δ_max为δ中所有点中距离均值最远的点，并对修正因子α进行修正且修正后为：

通过重新修正后的修正因子α对下一时刻的sigma点集进行调整；

引入衰减因子，优化所述测量值的协方差矩阵；所述衰减因子为：

优化后的所述测量值的协方差矩阵为：

其中，tr(P_i-1)表示矩阵P_i-1的迹。