环境自适应简化多项式因子频偏估计方法

摘要

本发明一种环境自适应简化多项式因子频偏估计方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：根据发送天线的数目N_t与Q的值计算与频偏估计均方差相关的参数ρ，其中，Q＝N/P＞N_t，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，N为训练序列的长度，P为基础训练序列的长度，P＜N，且(N)_2P＝0，(N)_2P表示关于N做模2P运算。本发明随环境的变化自适应的实现相关频偏估计参数的最优化，从而实现环境自适应高精度频偏估计。

主权项

1.一种环境自适应简化多项式因子频偏估计方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1)根据发送天线的数目N_t与Q的值计算与频偏估计均方差相关的参数ρ，其中，Q＝N/P＞N_t,Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，N为训练序列的长度，P为基础训练序列的长度，P＜N，且(N)_2P＝0，(N)_2P表示关于N做模2P运算，其中，N_t代表发送天线的数目，μ代表发送天线的索引，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的零导频的索引，，z_μ代表与i_μ相关的复变量，i_μ表示相应于第μ根发送天线的训练序列的第一个非零元素的索引，(·)代表取实部运算；2)根据与频偏估计均方差相关的参数ρ的值计算使频偏估计性能最优的参数q_opt，计算方法为$q_{\mathrm{opt}}=\underset{0\le q<Q-1}{\arg \min }\left\{\mathrm{var}\left(q\right)\right\}=\underset{0\le q<Q-1}{\arg \min }=\left\{\frac{{2[N_{t}Q+\rho \left(q\right)]\gamma }^{--1}+{\mathrm{Q\gamma }}^{-2}}{{8\pi }^2{N}_{r}P(q+1)(Q-q-1){\left|\underset{\mu =0}{\overset{N_t-1}{\Sigma }}{z}_{\mu }^{q+1}\right|}^2}\right\};$其中，N_t代表发送天线的数目，N_r代表接收天线的数目，P为基础训练序列的长度，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的零导频的索引，γ代表接收信号的信噪比，μ代表发送天线的索引，，z_μ代表与i_μ相关的复变量，i_μ表示相应于第μ根发送天线的训练序列的第一个非零元素的索引；3)对接收天线接收到的级联序列y进行变换，将其转换为Q×N_rP的矩阵Y，其中，N_r为接收天线的数目，P为基础训练序列的长度，矩阵，子矩阵Y_ν的元素可以表示如下：，表示单位阵的第ν个列矢量，I_N表示N×N的单位阵，N为训练序列的长度，表示克罗内克乘积运算，0≤q′＜Q,0≤p＜P，q′代表子矩阵Y_ν的行索引，p代表子矩阵Y_ν的列索引，^T代表转置运算；4）计算由步骤3得到的矩阵Y的方差阵；计算方法为：R＝YY^H；矩阵，子矩阵Y_ν的元素可以表示如下：，表示单位阵的第ν个列矢量，I_N表示N×N的单位阵，N为训练序列的长度，表示克罗内克乘积运算，0≤q′＜Q,0≤p＜P，q′代表子矩阵Y_ν的行索引，p代表子矩阵Y_ν的列索引，^T代表转置运算，^H代表共轭转置运算，R代表矩阵Y的方差阵；5）根据步骤4得到的方差阵计算代价函数多项式的系数矢量；代价函数多项式为z代表参变量，f(z)代表代价函数多项式，c代表代价函数多项式的系数矢量，,代表与z相关的列矢量，^T代表转置运算，N_t代表发送天线的数目，，代表与i_μ相关的复变量，i_μ表示相应于第μ根发送天线的训练序列的第一个非零元素的索引，为舒尔－哈达码乘积算符，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距；计算系数矢量c，其元素具体计算如下：，0≤q″＜Q-1，其中，R代表矩阵Y的方差阵,Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，q′′代表系数矢量c的元素的索引，i,j分别代表矩阵R的行索引与列索引；6）根据步骤2得到的参数ρ的值计算使频偏估计性能最优的参数q_opt与步骤5得到的系数矢量计算与频偏估计相关的参数κ(q_opt),$\kappa \left(q_{\mathrm{opt}}\right)=(q_{\mathrm{opt}}+1){\left[c\right]}_{q_{\mathrm{opt}}}^{*}/\left[(Q-q_{\mathrm{opr}}-1){\left[c\right]}_{Q-q_{\mathrm{opt}}-2}\right]$，其中，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，c代表代价函数多项式的系数矢量；7）根据步骤5得到的系数矢量与步骤6得到的参数κ(q_opt)计算频偏估计值$\widehat{ϵ}=\underset{0\le q\le Q-1}{\arg \max }\left\{f\left(z\right)\right|z=e^{j2\pi \{\arg \left\{\kappa \left(q_{\mathrm{opt}}\right)\right\}/\left(2\pi \right)+q-Q/2\}/Q}\},$其中，Q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的间距，q代表相应于发送天线上的训练序列中相邻非零导频之间的零导频的索引，arg(·)代表取相角运算，z代表参变量，f(z)代表代价函数多项式。