[发明专利]无线通信信道的估计方法/系统、计算机存储介质及设备

说明书

本发明提供一种无线通信信道的估计方法/系统、计算机存储介质及设备，无线通信信道的估计方法包括：利用正交频分复用发射信号的循环平稳特性及信道扩散的循环平稳特征，对无线通信信道进行信道估计和/或噪声方差估计。本发明通过利用CP引入的内在循环平稳特性及其相应的信道扩散的循环平稳特性，在不额外增加发射端和接收端处理的前提下，为单天线OFDM系统提供一种有效的信道估计和噪声方差估计方法，同时该方法可推广到多天线系统来获得更多的信道分集增益。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种估计方法和系统，特别是涉及一种无线通信信道的估计方法/系统、计算机存储介质及设备。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术由于其收发机低复杂度、高频谱效率以及抗多径衰落的优点，已广泛应用在多个通信系统中，如欧洲的数字电视广播(DVB)、第四代/第五代移动通信系统(4G/5G)、无线局域网(WLAN)。OFDM系统的一个主要特征是，在每个OFDM符号前都加入了循环前缀(CP)，来对抗符号间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI)。在实际的OFDM系统中，由于接收信号会受到未知信道衰落影响，信道估计是保证正确相关检测和系统整体性能的一项关键技术。另外，噪声方差估计也在OFDM系统中的自适应编码调制以及自适应功率分配等算法中发挥重要作用。

现有的信道估计通常分为基于导频的信道估计和盲信道估计两大类算法，盲信道估计由于不需要发送导频序列，其在高带宽效率应用场景具有很大优势，此外，当导频序列不可得或受到干扰污染时，盲信道估计也是一种优选的解决方案。大多数盲信道估计方法是基于高阶统计量来识别非最小相位信道，如果系统可获得额外的信道分集，信道估计可仅基于二阶统计量来完成。子空间算法是一种典型的基于二阶统计量的信道估计方法，它具有鲁棒的抗噪性能，并且适用于任意类型星座图数据。为使基于二阶统计量的信道估计方法具有可行性，通常在通信系统中引入过采样或多天线来增加信道分集增益，此外，也可通过预编码、虚拟子载波等方式来利用额外的信息，来满足子空间方法的信道识别条件。

随着无线网络的发展，宽带移动通信、下一代数字电视广播以及移动互联网都将终端移动性支持作为无线网络发展的一项基本商业需求，在移动环境下，传统的频率选择性衰落信道模型已不再适用，信道衰落表现为时频双选择性衰落(也称作时变多径衰落)，这种双选择性衰落给信道估计带来了更大挑战。为了降低待估计信道参数的数量，双选择性衰落信道可以建模为基扩展模型(BEM)，其中时间选择性衰落可用描述多普勒效果的基函数以及时不变权系数加权组和表示，由于BEM可更准确地描述时频选择衰落模型，BEM模型已在OFDM系统中得到广泛应用。

由于循环平稳特性在通信信号中的普适性以及循环平稳处理在低信噪比(SNR)环境、抗干扰方面的鲁棒性，循环平稳分析方法在检测、估计以及信息提取等诸多应用中可以大大提升信号处理性能。在OFDM系统中，CP处理可以看作是周期处理过程，因此在OFDM发射信号中引入了循环平稳性，同时，双选择性衰落信道可以建模为复指数展开，这也是一种周期表达形式，这样，OFDM信号内在的周期性和BEM模型周期表达形式为接收信号具有循环平稳特征提供了条件。已有研究分析发现，频率选择性衰落在延迟参数维对发射信号的循环平稳特征进行了扩散，时间选择性衰落在循环频率维对发射信号的循环平稳特征进行了扩散。在接收信号中，这些由发射端CP引入的内在循环平稳特征以及信道扩散的循环平稳特征携带了丰富的信道衰落信息，因此可以利用来进行信道估计和噪声方差估计，以提高估计性能。但是现有技术提高估计性能是需要以额外增加预编码等发射端处理、额外引入过采样、多天线等接收端处理为前提。

因此，如何提供一种无线通信信道的估计方法/系统、计算机存储介质及设备，以解决现有技术提高估计性能是需要以额外增加预编码等发射端处理、额外引入过采样、多天线等接收端处理为前提等缺陷，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容