[发明专利]基于联合式放置正交时频空OTFS导频的信道估计方法

说明书

本发明公开了一种基于联合式放置正交时频空OTFS导频的信道估计方法，其实现步骤是：1、放置正交时频空OTFS数据块导频以及保护间隔；2、对数据块进行逆辛傅利叶变换，再对该信号块进行海森堡变换，发送得到的时域信号；3、接收端接收到的正交时频空OTFS数据块信号，进行阈值检测；4、提取超过阈值的接受端的数据块信号，计算天线信道系数。本发明在导频符号周围的最大时延扩展和最大多普勒扩展一半以内的位置放置保护间隔，降低了接受端的导频符号所受到的干扰，提升了估计的信道信息的准确度，降低了导频的能量的需求。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种基于联合式放置正交时频空OTFS(Orthogonal Time Frequency Space)导频的信道估计方法。本发明可用于从OTFS系统接收的导频信号中估计相应的信道信息。

背景技术

目前，在5G以及WIFI无线网络中广泛使用的正交频分OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)调制技术容易受到多普勒效应的影响。OTFS在高移动性无线通信场景下相较于OFDM有着更好的性能表现。正交时频空OTFS是一种在时延多普勒域进行调制的二维调制方案，通过一系列二维变换，将双色散信道转换为在时延多普勒域近似非衰落的信道。OTFS系统面临的挑战主要之一就是如何精确的估计时延多普勒信道状态信息(CSI)。对于OTFS系统的信道估计，面临的主要挑战就是如何放置导频，如果导频放置方案不好则会造成整个系统信道估计的精度，也会造成发送端硬件设备要求过高，不利于实际系统的实用性。

Weijie Yuan，Shuangyang Li等人在其发表的论文“Data-Aided ChannelEstimation for OTFS Systems with A Superimposed Pilot and Data TransmissionScheme”(IEEE Wireless Communications Letters，2021)中提到了一种叠加式导频的放置方式。该方法通过在发送端叠加放置数据符号和导频符号，再经过信道噪声，然后在OTFS系统的接受端，通过阈值判断，找到相应的信道信息，利用接收信号估计出信道信息。该技术方案能够有效提升帧数据的利用率，但是，该方法仍然存在的不足之处是，由于数据符号和噪声对于叠加式导频的放置时都是干扰，所以导频需要很大的信噪比，信道估计才能比较准确。

科希尔技术股份有限公司在其申请的专利文献“数据信道表征的OTFS方法及其用途”(专利申请号2015800492013，授权公告号CN 106716824 B)中公开了一种在一帧数据中放置多个导频，数据符号围绕着导频放置的信号放置方式。该方式对于每一个无线天线和每一流可识别的多个OTFS导频符号波形，使用接收器确定所述天线出的2D信道状态。该方法可同时放置多个正交导频信号，导频信号互相不干扰，能独立分开估计信道信息。但是，该方法仍然存在的不足之处是，该导频放置方式由于数据符号围绕着导频符号放置，数据符号干扰非常大，信道信息估计得不太准确。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种基于联合式放置正交时频空OTFS导频的信道估计方法，旨在解决OTFS通信系统中精确的估计时延多普勒信道状态信息(CSI)的问题和导频能量需求过高的问题。