[发明专利]一种基于先验时延信息的航空通信系统基扩展信道估计方法

权利要求书

1.一种基于先验时延信息的航空通信系统基扩展信道估计方法，其特征在于：所述估计方法包括以下步骤：

S1：基于基扩展的时变信道估计模型BEM将待估计的每一径信道冲激响应都表示为基函数与基系数的乘积，并对该估计模型进行向量化操作；

S2：将向量化操作的估计模型经过傅里叶变换得到频域信道冲激响应矩阵H，并代入对时域接收信号进行傅里叶变换的公式中，得到新的接收信号Y的表达式；

S3：基于频域克罗内克冲激算法、观测区间，把新的接收信号Y的表达式分解为导频部分和数据部分，并进行简化；

S4：根据简化后的接收信号表达式，直接得到关于可分辨多径数目L的导频数据矩阵；

S5：综合所有观测区间，得到关于基函数系数矩阵g的接收信号；采用估计算法对基函数系数矩阵g进行估计，得到信道估计的表达式；

S6：根据接收信号，利用先验时延信息估计信道时延，计算得到采样后估计的信道的可分辨多径数目代入步骤S4得到的导频数据矩阵，再根据步骤S5的信道估计表达式，得到基函数系数矩阵g；

S7：将得到基函数系数矩阵g代入步骤S2中向量化操作后的估计模块，并解向量化得到只含LOS径和NLOS径的信道冲激响应矩阵

S8：根据进行扩展获得完整的信道冲激响应矩阵完成信道估计；

步骤S6，根据接收信号，利用先验时延信息估计信道时延，计算得到采样后估计的信道的可分辨多径数目具体步骤如下：

设一共有I个OFDM符号，其中第i个OFDM符号周期内接收到的信号为y⁽ⁱ⁾(n)，n＝0,1,...,N-1；

S601：输入接收信号y⁽ⁱ⁾(n)，计算信道可分辨多径数目估计值假设归一化离散时延误差并设定自相关函数阈值η，令η≥2cL_t，即与NLOS径的功率有关；其中，表示归一化离散时延误差；

S602：计算第i个OFDM符号的自相关函数R⁽ⁱ⁾(k)＝y⁽ⁱ⁾(n)y⁽ⁱ⁾(n-k)，n＝0,1,...,N-1，k＝0,1,...,N-1；

S603：获得序列求其中的最大值

S604：若M₁≥η，则在I个符号周期内，对满足M₁≥η的序列s⁽ⁱ⁾(k)，i＝0,1...,I-1进行累加并求得均值s(k)，执行步骤S5；否则，将序列s⁽ⁱ⁾(k)舍弃；

S605：求解得到采样后估计的信道的可分辨多径数目为并输出信道最大时延估计值

2.根据权利要求1所述的基于先验时延信息的航空通信系统基扩展信道估计方法，其特征在于：步骤S1，所述的BEM模型表示如下：

假设在一个OFDM符号周期时间内，第l个信道抽头系数表示为N维的向量h(l)＝[h(0,l),h(1,l),...,h(N-1,l)]^T，则BEM模型表示有

h(l)＝Bg(l)+ε(l)                        (4)

其中：B为N×(Q+1)的基系数矩阵，Q+1是基扩展的阶数；B＝[b₀,b₁,...,b_Q]，其中0≤q≤Q，q为整数，b_q＝[b_q(0),b_q(1),....b_q(N-1)]^T为N×1的正交基向量；g(l)是与之相对应的(Q+1)×1的基系数向量；ε(l)为基扩展模型误差矩阵。