一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种OTFS通信系统中的分数时延多普勒估计方法


[0001]本专利技术属于信道估计领域，具体涉及一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法
。

技术介绍

[0002]在传统的信道估计方法中，基于阈值的嵌入式导频信道估计仅仅对于整数时延和整数多普勒情况下才具有较好的信道估计性能，对于分数时延和分数多普勒情况下，虽然可以通过增加保护间隔的大小来提高信道估计的准确度，但是其提高的精度是有限的，并且会浪费较多的网格资源，降低频谱效率
。
所以对于存在分数时延和分数多普勒的信道进行估计是一个重要问题，目前也有采用相关的方法来估计信道，但是该方法的复杂度较高
。
设计一个性能好复杂度较低的信道估计方法是一个较大的研究问题
。
[0003]有鉴于此，确有必要设计一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，以解决上述问题
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有的信道估计方法的不足，本专利技术提供了一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，提高了信道估计的精度，并且在一定程度上降低了估计的复杂度
。
[0005]所提出的估计方法具体的步骤如下：
[0006]步骤一：在发送端进行导频和数据符号的映射，在导频和数据符号之间设置保护间隔来降低接收端导频和数据符号之间的干扰；
[0007]步骤二：在接收端对导频接收区域进行阈值估计，得到初始的整数时延和多普勒估计；
[0008]步骤三：利用初始的整数时延和多普勒估计来缩小接收端信号与基函数进行相关运算的范围，根据相关运算后的最大值得到分数时延
、
分数多普勒以及信道系数；
[0009]步骤四：根据得到的分数时延
、
分数多普勒和信道系数，得到导频经过该条路经后得到的导频接收信号，将接收信号减去该条路径导频接收信号，得到新的接收信号，重复进行步骤二和步骤三，直到导频接收区域没有大于阈值的信号，则估计停止
。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤一中，所述映射为：
[0011][0012]其中，
k
和
l
分别表示时延多普勒网格中的沿多普勒轴和时延轴的索引，
x
p
为发送导频符号，
k
max
和
l
max
分别为系统最大时延和最大多普勒，
k
g
和
l
g
分别是额外设置的保护间隔，保护间隔采用全零设计，时延多普勒网格的其余位置则放置数据符号
x
d
。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤二中，所述阈值估计的方法为：设定一个阈值，记为
T
，阈值为与发送导频有关的一个值，如果接收信号
y[k
，
l]满足
|y[k,l]|≥T
，则得
到初始的某一条路径的多普勒估计为
k
‑
k
p
，时延估计为
l
‑
l
p
。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤三中，所述基函数包括：
[0015](1)
与多普勒值有关的多普勒基函数：
[0016](2)
与时延值有关的时延基函数：
[0017](3)
额外的相位：
[0018]N
和
M
分别为在时延多普勒域网格中沿多普勒域的格子数和沿时延域的格子数，
k
vi
和
l
τ
i
分别为第
i
条信道的多普勒值和时延值，
e
为指数，
j
为虚数单位，
m
和
n
分别为时延多普勒网格中沿时延轴和沿多普勒轴的索引
。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤三中，接收端接收到的接收信号为：
[0020][0021]hi
为第
i
条信道的信道系数，
G
表示多普勒基函数，
F
表示时延基函数，
P
表示实际信道多径数，
k
和
k'
分别表示在接收端和发送端时延多普勒网格上沿多普勒轴的索引，
l
和
l'
分别表示在接收端和发送端时延多普勒网格上沿时延轴的索引
。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤三中，将接收信号与基函数进行相关运算，得到的分数多普勒和分数时延为：
[0023][0024]分别为最后估计的分数多普勒值和分数时延值，
d
和
e
分别为沿多普勒轴和时延轴的搜索范围，
d
和
e
的取值范围根据初始时延和多普勒估计来划定，分别为：
[0025][0026]其中
step
为搜索步长，取值
0.1
，和分别为初始信道估计得到的整数时延和多普勒值
。
[0027]得到的信道系数为：
[0028]其中
S
为接收信号与基函数进行相关运算后取得的最大值，
x
p
为发送导频符号；
[0029]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤四具体为：通过所述步骤二和步骤三得到的是多条路径中的一条路径，利用上一步得到的路径信息，得到导频经过该路径在接收端得到的导频信号，并且在接收端去除该路径的影响，得到去除路径干扰后的接收导频信号，接着重复步骤二和步骤三，直到剩余的接收导频信号的功率不再大于所述阈值
T
则估计停止
。
[0030]有益效果：
[0031]本专利技术不仅可以估计整数时延和多普勒，也可以估计分数时延和多普勒；本专利技术实际是采用了两步估计的方法，初始估计得到的数据用来缩小第二步估计的搜索范围，进而得到比现有方法更加高效的估计算法；本专利技术在缩小搜索范围的同时也在一定程度上减少了噪声对估计性能的影响
。
附图说明
[0032]图1为本专利技术在发送端
OTFS
帧数据排列
。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述
。
[0034]在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅示出了与本专利技术的方案密切相关的结构和
/
或处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节
。
[0035]在整个
OTFS
系统中，将时延多普勒网格资本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在发送端进行导频和数据符号的映射，在导频和数据符号之间设置保护间隔来降低接收端导频和数据符号之间的干扰；步骤二：在接收端对导频接收区域进行阈值估计，得到初始的整数时延和多普勒估计；步骤三：利用初始的整数时延和多普勒估计来缩小接收端信号与基函数进行相关运算的范围，根据相关运算后的最大值得到分数时延
、
分数多普勒以及信道系数；步骤四：根据得到的分数时延
、
分数多普勒和信道系数，得到导频经过该条路经后得到的导频接收信号，将接收信号减去该条路径导频接收信号，得到新的接收信号，重复进行步骤二和步骤三，直到导频接收区域没有大于阈值的信号，则估计停止
。2.
根据权利要求1所述的一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述映射为：其中，
k
和
l
分别表示时延多普勒网格中的沿多普勒轴和时延轴的索引，
x
p
为发送导频符号，
k
max
和
l
max
分别为系统最大时延和最大多普勒，
k
g
和
l
g
分别是额外设置的保护间隔，保护间隔采用全零设计，时延多普勒网格的其余位置则放置数据符号
x
d
。3.
根据权利要求1所述的一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，其特征在于，所述步骤二中，所述阈值估计的方法为：设定一个阈值，记为
T
，阈值为与发送导频有关的一个值，如果接收信号
y[k
，
l]
满足
|y[k,l]|≥T
，则得到初始的某一条路径的多普勒估计为
k
‑
k
p
，时延估计为
l
‑
l
p
。4.
根据权利要求1所述的一种
OTFS
通信系统中的分数时延多普勒估计方法，其特征在于，所述步骤三中，所述基函数包括：
(1)
与多普勒值有关的多普勒基函数：
(2)
与时延值有关的时延基函数：
(3)
额外的相位：
N
和
M
分别为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海荣，钟大胜，张军，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：