[发明专利]压缩感知信道估计中的导频设计方法

摘要

本发明公开了一种压缩感知信道估计中的导频设计方法，主要解决现有设计方法在有限次搜索中不能得到较优导频图案的问题。其实现步骤包括：1)从正交频分复用OFDM系统的N个子载波中选择P个子载波位置作为导频图案S；2)根据子载波个数N和系统中信道最大多径时延L计算部分傅立叶矩阵W_L；3)使用随机搜索方法对导频图案S进行优化，即由部分傅立叶矩阵W_L计算测量矩阵T，得到优化后的导频图案S_min作为最终的导频设计结果。本发明相比现有的导频设计方法，具有更好的搜索稳定性，能够得到更优的导频，可用于压缩感知信道估计和离线计算。

主权项

1.一种压缩感知信道估计中的导频设计方法，包括如下步骤：(1)在使用压缩感知进行信道估计的正交频分复用OFDM系统中，假设系统的子载波个数为N，并从N个子载波中选出P个子载波，用该P个子载波的位置作为导频图案S，其中，N为2的指数次幂，P＜＜N；(2)记OFDM系统中多径信道的最大多径时延为L，根据子载波个数N和最大多径时延L，计算部分傅立叶矩阵WL，L取值与物理信道有关：(2a)根据OFDM系统的子载波总数N，按下式计算完整的傅立叶正交变换方阵F：式中(2b)选取完整的傅立叶正交变换方阵F的前L列，组成部分傅立叶矩阵WL；(3)对导频图案S进行优化，得到优化后的导频图案Smin；(3a)设置搜索计数器对导频图案进行n次搜索，并将搜索计数器的值i初始化为0；(3b)搜索计数器i自增1，随机产生第i次搜索的导频图案Si，计算导频Si对应的测量矩阵Ti，以及Ti对应的Gram矩阵Gi，其中：Ti＝SiWL式中，Si为第i次生成的随机导频图案，WL为部分傅立叶矩阵；(3c)求Gi的全部特征值[λ1,λ2,...,λL]，找出其中最大的特征值并记为λi,max；(3d)设置搜索中的全局最小特征值λmin，并将其初始化为正无穷，比较λi,max与搜索中的全局最小特征值λmin，如果λi,max＜λmin，则取λmin＝λi,max，Smin＝Si；(3e)判断搜索计数器的值i是否与搜索的总次数n相等，若不相等，则重复步骤(3b)至步骤(3d)，反之搜索结束，得到优化后的导频图案Smin；(4)将优化后的导频图案Smin作为最终的导频设计结果。