[发明专利]一种多天线卫星通信系统的信道及发送符号联合估计方法

说明书

本发明公开了一种多天线卫星通信系统的信道及发送符号联合估计方法，所述方法包括：从信道转移函数节点开始初始化与其相关的输入消息；利用因子图中消息传递的规则，计算并更新检测环路各变量节点与函数节点间传递的消息，直至发送符号节点至信道转移函数节点的消息的均值计算完成，从中获取发送符号的后验均值；由此完成检测环路的更新；在此基础上计算并更新信道估计环路中各变量节点与函数节点间传递的消息直至信道频域系数传递至信道转移函数节点的消息计算完成，由此完成信道估计环路的更新，进入新一轮检测环路的更新，直至迭代完成，将发送符号的后验均值作为用户的符号估计进行输出。本发明的方法减少了导频开销并且提高了精确度。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种多天线卫星通信系统的信道及发送符号联合估计方法。

背景技术

近年来，在基站部署几十甚至数百根天线的大规模MIMO系统日益受到了关注。理论上已经证实，大规模MIMO系统以数量级的比例减少传输功率，并同时提高频谱效益。由于高数据传输率和能量效益只有在CIR(信道冲激响应)已知的情况下才能达到，大规模MIMO系统遇到的一个重要挑战是估计每对发送-接收链的信道冲激响应。与只有少量天线的传统MIMO系统相比，在大规模MIMO系统中需要估计大量信道。同时，信道估计可用的导频资源受到信道相干时间的限制。因此，导频开销可能是大规模MIMO系统的一个限制因素。因此，具有较少导频开销的低复杂度的接收机对于MIMO系统至关重要。联合估计信道和检测数据符号的迭代接收机可以以更少的导频开销得到更精确的信道估计，因子图和和积算法是迭代数据检测、信道估计、干扰消除和译码的统一架构，因此可以利用因子图进行联合数据检测与信道估计。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提出了一种多天线卫星通信系统的信道及发送符号联合估计方法，该方法基于因子图的数据检测与信道估计的联合实现，相比于传统方法，减少了导频开销并且提高了精确度。

为了实现上述目的，本发明提一种多天线卫星通信系统的信道及发送符号联合估计方法，所述方法包括：从信道转移函数节点开始初始化与其相关的输入消息；利用因子图中消息传递的规则，计算并更新检测环路各变量节点与函数节点间传递的消息，直至发送符号节点至信道转移函数节点的消息的均值计算完成，从中获取发送符号的后验均值；由此完成检测环路的更新；在此基础上计算并更新信道估计环路中各变量节点与函数节点间传递的消息直至信道频域系数传递至信道转移函数节点的消息计算完成，由此完成信道估计环路的更新，在此基础上进入新一轮检测环路的更新，直至迭代完成，将发送符号的后验均值作为用户的符号估计进行输出。

作为上述方法的一种改进，所述方法具体包括：

步骤1)初始化信道频域系数节点向信道传递函数节点传递的消息、信道时域抽头系数节点向傅里叶变换函数节点传递的消息以及发送符号传递至信道转移函数节点的消息；所述发送符号为用户发送的OFDM符号在子载波上的符号；

步骤2)在第i次迭代中，利用因子图中消息传递的规则，在“检测环路”中计算第i次迭代中信道转移函数节点传递给发送符号的消息以及信道转移函数节点传递给信道频域系数节点的消息，由此计算发送符号到信道转移函数节点的消息的均值，从中获取发送符号的后验均值；

步骤3)利用因子图中消息传递的规则，在“信道估计环路”中计算傅里叶变换节点与信道频域系数节点相互之间传递的消息；计算傅里叶变换节点与信道时域抽头系数节点相互之间传递的消息；由此更新第i次迭代信道频域系数节点w_mnk向信道传递函数节点f_tmk传递的消息的均值和方差；

步骤4)判断第i次迭代是否满足了迭代停止要求，如果满足了迭代停止条件，则结束迭代并将步骤2)的发送符号的后验均值作为用户的符号估计进行输出；否则，令i加1，返回步骤2)对接收的所有用户的接收信号开始再一次迭代处理。

作为上述方法的一种改进，所述步骤1)具体为：