[发明专利]一种基于差分进化算法实现多址信道有效阶数估计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域。更具体地，涉及一种基于差分进化算法实现多址信道有效阶数估计的方法。

背景技术

多用户OFDM/SDMA通信机制整合了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)两种技术优势，在抗多径衰落及提高带宽效率和可靠性方面具有巨大潜力，是未来宽带无线通信领域的关键技术，基于MIMO的空分多址接入(Space Division Multiple Access,SDMA)技术作为提高移动通信系统容量的有效手段，已成为近年来该领域的研究热点。准确的信道状态信息是MIMO-OFDM系统多用户检测、空时解码等的必要条件，因此信道估计的准确性将影响系统的整体性能。

文献1“Channel estimation for OFDM systems with transmitter diversity in mobile wireless channels”(Li Y，Seshadri N，Ariyavisitakul S，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，1999，17(3):461-471)、文献2“Two EM-type channel estimation algorithm for OFDM with transmitter diversity”(Xie Y Z，Georghiades C N，IEEE Transactions on Wireless Communications，2003，51(1):106-115)、以及文献3“Joint decision-directed channel and noise-variance estimation for MIMO OFDM/SDMA systems based on expectation-conditional maximization”(Zhang J K，Hanzo L，Mu X M，IEEE Transactions on Vehicular Technology,2011,60(5):2139-2151)给出了基于时域的信道估计方法，通常将信道建模为有限长脉冲响应滤波器，忽略幅度较小的信道阶数能够降低系统计算复杂度和提高信道估计的精度。文献4“On the robustness of the linear prediction method for blind channel identification with respect to effective channel undermodeling/overmodeling”(Liavas A P，Regalia P A，Delmas J P，IEEE Transactions on Signal Processing,2000,48(5):1477-1481)证明，假设信道有效阶数与实际有效阶数的偏差会影响信道估计性能，偏差估计精度越高，对噪声和信道间干扰的鲁棒性越好。文献5“A robust maximum likelihood channel estimator for OFDM systems”(Wang Z，Mathew G，Xin Y,et al.，Wireless Communications and Networking Conference，Hongkong，China:IEEE,2007:169-174)指出了信道有效阶数与信噪比和实际信道阶数有关，因此应当自适应选择信道有效阶数，使它接近最优值。在OFDM系统中，解决该问题的一个较简单方案就是假设信道有效阶数为保证不产生子载波和符号间干扰的信道阶数最大值，即OFDM循环前缀(Cyclic Prefix，CP)长度加1。这种假设虽然简化了问题，但在实际信道阶数较低的情况下将导致信道估计器性能的显著下降。文献6“Joint time domain channel and channel length estimation for OFDM system”(Jia M，Wang Z Y，Gu X M，Communications，Computers and Signal Processing，Victoria，Canada:IEEE,2007:605-608)从信道最大阶数出发，逆向搜索，忽略幅度小于一定阈值的信道抽头来确定信道有效阶数，但该算法对阈值的选取敏感。应用赤池信息量准则(Akaike’s Information Criterion，AIC)确定信道效阶数时，不需进行阈值设计，以极小化AIC值来确定信道有效阶数。