[发明专利]基于矩阵盖尔圆的发射天线数目盲估计方法

摘要

本发明公开了一种基于矩阵盖尔圆的发射天线数目盲估计方法，在频率选择性衰落信道和存在剩余频偏的条件下，并且不利用导频等先验信息，实现了MIMO‑OFDM系统发射天线数目的有效估计。主要包括：(1)构造相邻两个子载波的接收信号矩阵；(2)计算协方差矩阵；(3)构造酉变换矩阵；(4)进行酉相似变换；(5)构造判决准则表达式；(6)确定发射天线数目。本发明解决了在频率选择性衰落信道，低信噪比和存在剩余频偏的恶劣条件下，发射天线数目盲识别的问题。

主权项

1.基于矩阵盖尔圆的发射天线数目盲估计方法，其特征在于，包含至少一个发射机、至少一个接收机和至少一个侦听机；发送信号采用OFDM调制方式，记一帧OFDM信号中有N_subcarrier个子载波，利用N_frame帧OFDM信号来进行估计；信道为频率选择性衰落的MIMO信道，记其多径数为L_multipath，时频同步后仍存在一定的剩余频偏；侦听机进行如下步骤：S1 根据时域接收信号，得到子载波i上的N_r×N_frame维接收信号矩阵Y_i，N_r为侦听机的接收天线数目；具体地，侦听机对接收到的时域信号进行OFDM解调，得到频域接收信号，并对频域接收信号进行重采样，取出N_r根接收天线上第n帧OFDM信号的第i个子载波构造N_r×N_frame维接收信号矩阵Y_i＝[y(1,i),y(2,i),...,y(N_frame,i)]，1≤n≤N_frame；S2 根据步骤S1得到的子载波i的接收信号矩阵Y_i及其相邻子载波i+1的接收信号矩阵Y_i+1构造为N_r×2N_frame维矩阵Y_i′＝[Y_i,Y_i+1]，并计算Y_i′协方差矩阵；Y_i′协方差矩阵计算如下：其中(·)^H表示共轭转置；S3 将协方差矩阵C_i写成分块矩阵的形式，即其中C1_i是C_i的N_r‑1阶顺序主子矩阵，N_r‑1维列向量c的元素为协方差矩阵C_i最右边一列前N_r‑1个元素，c^H为c的共轭转置，为C_i第N_r行、N_r列的元素；对矩阵C1_i进行特征值分解得到酉变换矩阵U1_i；然后根据酉变换矩阵U1_i得到酉变换矩阵S4 通过酉变换矩阵U_i对协方差矩阵C_i进行酉变换得矩阵S_i；S5 利用步骤S4得到的矩阵S_i构造对角矩阵对S_i进行相似变换得到矩阵S′_i:S6根据步骤S5得到的矩阵S′_i得到每个子载波对应的k个判决准测表达式：其中，k＝1,2,…,N_r‑1；将(N_subcarrier‑1)个子载波的k个表达式累和可得：S7判决发射机的发射天线数目：MGDE(k)按照k由小到大依次取值，MGDE(k)取第一个非正值时对应的k值减1估计为发射天线数目即