[发明专利]一种时变信道参数估计方法

说明书

本发明公开了提出了一种时变信道参数估计方法，包括以下步骤：步骤1：接收端采集多天线上接收到的信号；步骤2：构造正交子空间投影矩阵；步骤3：利用正交子空间投影矩阵，将接收信号投影到相互正交的子空间上；步骤4：在每个正交子空间内进行信道估计，得到每个正交子空间内的信道估计参数；步骤5：对正交子空间内的信道冲激响应估计值进行多普勒补偿；步骤6：将正交子空间中的信道冲激响应估计值进行合并，得到最终信道估计结果。本发明的基于正交子空间投影的时变信道估计方法可获得更小的信道估计均方误差，提升了性能。

技术领域

本发明属于多天线环境下接收领域，具体涉及种基于正交子空间投影的时变信道参数估计方法。

背景技术

随着高速铁路的发展，人们出行越来越方便快捷。目前，铁路建设目标之一为80％以上的大城市都能被高速铁路网所覆盖，将北京到大部分省会城市之间的乘车时间控制在2-8小时之内。这也就意味着，在这个快节奏的社会里，人们将更愿意选择高铁出行。但随着中国进入4G时代，铁路用户对通信的需求日益增加。现今高速铁路所使用的窄带通信系统GSM-R(GSM for Railways)已不能满足用户的宽带通信需求，如视频通话、电话会议、直播等。因此，如何优化高速铁路的无线通信系统，满足客户旅途中的通信体验，成为业内广泛关注的问题。

在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中，带宽划分为很多频域重叠非频率选择性子信道，对应的载波成为子载波。各个子信道经过调制之后，组成一个多路复用信号。然后在时域上对该信号进行截断，相当于在频域上与sinc函数卷积。由于sinc函数在周围的频载点值为零，使得该系统的子载波之间是正交的，相互独立，互不干扰，这种并行传输的特征使得OFDM的传输速率得到极大提升。并且由于OFDM符号时域长度远大于多径实验扩展，OFDM具有很好的抗符号间干扰特性，同时具有接收机复杂度低、带宽分配灵活、方便与多种技术结合等优点，因此在无线通信中，OFDM技术是一种广泛使用的宽带空口传输技术，并且是第四代移动通信技术的物理层核心模块。

信道估计是OFDM系统信道均衡、检测、和解码的基础，信道估计性能的好坏直接影响着接收机能否根据当前信道的频域响应来准确地恢复出发射端的发送信号，是衡量OFDM系统性能优劣的主要标准。随着高铁技术的快速发展，快时变环境下的OFDM系统信道估计技术也面临了新的巨大挑战。由于接收端和发送端的相对高速移动，导致多径增益在一个OFDM符号周期内快速变化，信道变为快时变信道。同时，在快时变环境下，多普勒频移增大，破坏了子载波间的正交性，引起子载波间干扰(Inter-Carrier Interference,ICI)，使得OFDM系统性能恶化，降低信道估计精度。因此，需要找到合适的信道估计参数算法，更加准确地恢复出发射信号。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种时变信道参数估计方法。本发明的基于正交子空间投影的时变信道估计方法可获得更小的信道估计均方误差，提升了性能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种时变信道参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：接收端采集多天线上接收到的信号；

步骤2：根据接收到的信号构造正交子空间投影矩阵；

步骤3：利用正交子空间投影矩阵，将接收到的信号投影到相互正交的子空间上；

步骤4：在每个正交子空间内进行信道估计，得到每个正交子空间内的信道冲激响应估计值；

步骤5：对正交子空间内的信道冲激响应估计值进行多普勒补偿；

步骤6：将正交子空间中的信道冲激响应估计值进行合并，得到最终信道估计结果。