宽带移动通信中利用压缩感知减少导频数的信道估计方法

摘要

一种用于宽带移动通信系统中利用压缩感知减少导频个数的信道估计方法，它是基于压缩感知技术中利用较少测量值能够恢复稀疏信号的原理，以及基于宽带移动通信系统中信道的稀疏特性，降低系统估计信道时所需的导频符号个数实现的，并能够保证系统的信道估计性能。该方法能够很好地解决现有技术中的信道估计方式都没有考虑信道的稀疏特性，因而需要较大的导频开销的缺陷，并着重对传统方法进行了下述改进：利用信道稀疏性设计一种新的信道估计方法来降低导频数，大大降低系统的能量开销，并保证有效地估计出信道。本发明具有很好的推广应用前景。

主权项

1.一种用于宽带移动通信系统中利用压缩感知减少导频个数的信道估计方法，其特征在于：该方法基于压缩感知技术中利用较少测量值能够恢复稀疏信号的原理，以及基于宽带移动通信系统中信道的稀疏特点，降低系统估计信道时所需的导频符号个数；所述方法包括下列操作步骤：（1）在发送端发送导频符号p_l,k，式中，下标(l,k)∈v，v是对正交频分复用OFDM符号时频域进行欠采样的格点子集，即插入的导频符号的位置集合；l和k分别表示在时间轴和频率轴上的格点索引；所述插入的导频符号应均匀分布在时频域中，且应保证该导频符号的个数式中，|v|表示集合v中的元素个数，c为常数，F为信号收发空间的自由度，D为信道的稀疏度；（2）对于发送的导频符号p_l,k，在接收端得到相应的接收符号为x_l,k=H_l,kp_l,k+z_l,k，式中，H_l,k为在频域的信道实际数值，z_l,k为加性高斯白噪声；这样得到导频符号位置处的信道在其频域的估计值为：其中，是插入的导频符号的位置集合(l,k)∈v中的格点位置处的信道估计值；（3）将得到的信道估计值排列为|v|维的向量y；令h表示信道在时延-多普勒域、时延域或多普勒域的系数，则根据步骤（2）能够计算得到|v|维向量y=Uh+z，式中，U为感知矩阵，z为噪声向量；（4）根据步骤（3）的接收向量y以及U，并考虑到h的稀疏性，利用压缩感知重建算法中的1-范数方法求解得到信道在时延-多普勒域、时延域或多普勒域的系数h；该求解计算方法为：满足并且具有最小的作为h的解，其中的表示的1-范数；（5）利用傅立叶变换，将信道在时延-多普勒域、时延域或多普勒域的系数h变换到频域的信道估计值，从而完成信道的估计。