[发明专利]基于前导序列的FBMC雷达通信一体化系统信道估计算法

说明书

本发明公开基于前导序列的FBMC雷达通信一体化系统信道估计算法，属于雷达通信一体化信号处理技术领域。本发明通过在前导序列中加入辅助导频的方式，将传统的三列导频减少至两列，节省了导频开销；并用辅助导频消除了除一阶符号数据干扰外的其他符号数据干扰，使得信道估计更为准确。

技术领域

本发明涉及雷达通信一体化信号处理技术领域，具体涉及基于前导序列的FBMC雷达通信一体化系统信道估计算法。

背景技术

在现代战场中，电磁环境日益复杂，随着雷达和通信技术的发展，雷达系统与通信系统使用的频段逐渐有越来越多的交集，这使得它们对频谱资源的竞争也越来越激烈。为了缓解这一矛盾，需要将雷达系统与通信系统进行结合，实现频谱资源共享，从而实现一体化。

随着5G时代的到来，FBMC技术由于其实现复杂度低，载波间仅在实数域正交从而具有优秀的抗干扰能力，旁瓣极低，不需要CP等优点受到了广泛的关注。但是，在FBMC系统中，仍然存在很多关键的问题需要研究，导频设计就是很重要的一点。由于未来面临的移动通信环境更为复杂，多径效应和多普勒效应对一体化信号的影响更大，因此需要进行准确的信道估计。由于FBMC系统采用特定的滤波器组，导频符号会受到来自相邻载波间或符号间的干扰，在无信道影响时，这些干扰表现为纯虚数，故传统OFDM系统中的导频设计方法无法直接应用于FBMC系统。

近年来，国内外学者对FBMC导频设计做了深入的研究。有学者提出了干扰利用算法(IAM)，通过将导频周围的数据对导频的影响利用起来，使得导频位置处的数值变大，从而增大导频点的功率，来达到较好的抗噪效果。除干扰利用算法外，有学者提出了干扰消除算法(IEM)和导频对算法(POP)，前者通过设计合理的导频结构，使得导频符号处的干扰为零，后者可以在不涉及原型滤波器函数以及干扰值的计算下得到信道响应信息，但是忽略了噪声的影响，只适合于高信噪比信道场景。

上述算法皆只考虑来自导频点数据周围一阶时频点的干扰，在实际应用中，多阶干扰对于信道估计的影响是不可忽略的，特别是对于时域聚焦性较差的原型滤波器，较大的多阶数据干扰会导致信道估计性能的明显下降。

发明内容

针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供基于前导序列的FBMC雷达通信一体化系统信道估计算法。

基于前导序列的FBMC雷达通信一体化系统信道估计算法，所述估计方法如下：

S1、获得FBMC雷达通信一体化信号的离散采样信号；

S2、将离散采样信号进行实虚分离，在奇数位符号上放置采样信号的实部，在偶数位符号上放置采样信号的虚部；

S3、在待发送的子帧帧头插入两列块状导频符号，在第二个符号的奇数子载波位置上放置导频数据，在第一个和第二个符号的偶数子载波位置上放置实数和虚数来增大导频点的功率；

S4、根据周围数据对导频点造成干扰值计算出辅助导频的数值，并将辅助导频放置到第一个符号奇数子载波位置，以抵消导频符号受到的虚部干扰；

S5、采用基于偏移正交幅度调制的滤波器组多载波OQAM/FBMC发送和接收导频符号、辅助符号和数据符号；

S6、由(y_p,2为接收到的导频数据，a_p,2为发送的导频数据，u_p,2为第一和第二个符号的偶数子载波上放置的数对导频点的干扰，η_p,2为高斯白噪声)可得导频点的信道响应；

通过对导频点信道响应进行线性插值，得到完整的第二个符号的信道响应H_m,2。

进一步的，所述S5中发送的信号为发送的信号为：