專利名稱：基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信道估計(jì)方法，尤其是涉及一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
信道是信號(hào)的傳輸媒介，可分為有線信道和無線信道兩類。當(dāng)信號(hào)在無線信道中傳播，接收到的信號(hào)通常為產(chǎn)生了失真的信號(hào)，除了含有直達(dá)路徑的信號(hào)外，還包括了不同路徑到達(dá)的反射、衍射和散射信號(hào)，這種現(xiàn)象稱為多徑傳播。在大多數(shù)實(shí)際的無線信道中， 比如高清數(shù)字電視廣播和寬帶無線移動(dòng)通信，這些徑的數(shù)目相比時(shí)延擴(kuò)展的數(shù)據(jù)符號(hào)周期數(shù)很小，且相鄰徑的間隔至少在幾個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)周期以上，因而又稱該多徑信道為稀疏信道。接收端能否從接收到的失真信號(hào)恢復(fù)出的發(fā)射端數(shù)據(jù)，很重要的一點(diǎn)在于對(duì)信道估計(jì)的精確性。只有在得到比較準(zhǔn)確的信道估計(jì)值，才可能采用有效的均衡方法從接收端的失真信號(hào)恢復(fù)出發(fā)射端數(shù)據(jù)。目前，接收端估計(jì)信道的方法可以分為兩類基于訓(xùn)練序列的方法和盲估計(jì)方法。 在基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法中，發(fā)送端發(fā)送一些已知的訓(xùn)練序列，接收端則根據(jù)該訓(xùn)練序列和相應(yīng)的已知的接收信號(hào)來估計(jì)信道。盲估計(jì)方法是利用信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性來進(jìn)行信道估計(jì)，不需要事先知道發(fā)送的信號(hào)。雖然盲估計(jì)方法在占用資源方面更為有效，但是通常需要在接收端進(jìn)行復(fù)雜化的信號(hào)處理，而且在快速時(shí)變的信道中容易發(fā)生錯(cuò)誤傳播。事實(shí)上，當(dāng)前大多數(shù)的接收機(jī)是采用基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法。但目前采用的基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法，無論采用通過在時(shí)域計(jì)算相關(guān)來估計(jì)信道沖激響應(yīng)，還是通過在頻域估計(jì)信道傳輸函數(shù)，都沒有考慮到信道稀疏性，均會(huì)產(chǎn)生較大計(jì)算復(fù)雜度和系統(tǒng)資源開銷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，以解決現(xiàn)有信道估計(jì)方法存在導(dǎo)頻開銷較大、計(jì)算復(fù)雜的技術(shù)問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其包括步驟以輸入矢量信號(hào)為信道沖激響應(yīng)序列，利用已知的輸入訓(xùn)練序列構(gòu)建測(cè)量矩陣， 構(gòu)建通過接收矢量信號(hào)來恢復(fù)重建輸入矢量信號(hào)的稀疏信道沖激響應(yīng)模型；采用正交匹配追蹤算法估計(jì)各徑的位置和幅度，獲得信道估計(jì)值。其中，構(gòu)建稀疏信道沖激響應(yīng)模型的步驟包括使用偽隨機(jī)噪聲序列發(fā)生器產(chǎn)生的輸入訓(xùn)練序列x(n)，假設(shè)信道沖激響應(yīng)為 h(η)，那么接收到的信號(hào)y (η)可以表示為
權(quán)利要求
1.一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，包括步驟以輸入矢量信號(hào)為信道沖激響應(yīng)序列，利用已知的輸入訓(xùn)練序列構(gòu)建測(cè)量矩陣，構(gòu)建通過接收矢量信號(hào)來恢復(fù)重建輸入矢量信號(hào)的稀疏信道沖激響應(yīng)模型； 采用正交匹配追蹤算法估計(jì)各徑的位置和幅度，獲得信道估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，構(gòu)建稀疏信道沖激響應(yīng)模型的步驟包括使用偽隨機(jī)噪聲序列發(fā)生器產(chǎn)生的輸入訓(xùn)練序列χ (η)，假設(shè)信道沖激響應(yīng)為h (η)，那么接收到的信號(hào)y(n)可以表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，采用正交匹配追蹤算法估計(jì)各徑的位置和幅度的步驟包括確定稀疏信道沖激響應(yīng)模型的輸入?yún)?shù)，包括測(cè)量矩陣A ；長(zhǎng)度為M的列矢量信號(hào) Ymx1 ；長(zhǎng)度N、徑的數(shù)目K的信道沖激響應(yīng)序列h ；依次進(jìn)行迭代運(yùn)算；從測(cè)量矩陣A中找出與殘余矢量Iv1相關(guān)值最大的列矢量的位置Xi,該位置Xi為第 i條向徑的位置；找到的i條徑的位置的集合，并從測(cè)量矩陣A的N個(gè)列矢量中挑選出相應(yīng)位置的i個(gè)列矢量構(gòu)成新的測(cè)量矩陣；采用最小均方誤差重新估計(jì)信道值，并采用最小二乘法估計(jì)信道沖激響應(yīng)值；經(jīng)過K次迭代后，得到最終的信道估計(jì)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，最小均方誤差為實(shí)際信道接收的信號(hào)與從稀疏信道模型中輸出的信號(hào)之間的均方誤差。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，使用 DTMB多載波模式中幀頭的420個(gè)符號(hào)作為輸入的訓(xùn)練序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其特征在于，沖激響應(yīng)序列h的長(zhǎng)度N= 150，徑的數(shù)目為K= 10。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計(jì)方法，其包括步驟以輸入矢量信號(hào)為信道沖激響應(yīng)序列，利用已知的輸入訓(xùn)練序列構(gòu)建測(cè)量矩陣，構(gòu)建通過接收矢量信號(hào)來恢復(fù)重建輸入矢量信號(hào)的稀疏信道沖激響應(yīng)模型；采用正交匹配追蹤算法估計(jì)各徑的位置和幅度，獲得信道估計(jì)值。本發(fā)明利用正交匹配追蹤算法的易于實(shí)現(xiàn)和良好的近似性能夠有效提高信道參數(shù)估計(jì)的精確性和抗干擾性；且考慮到信道的稀疏性，采用正交匹配追蹤算法通過較少的迭代次數(shù)估計(jì)出稀疏多徑的位置和幅度，能有效降低信道估計(jì)方法的復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102244624SQ201110194559
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者萬波, 田浦延, 陳燕生 申請(qǐng)人:深圳數(shù)字電視國家工程實(shí)驗(yàn)室股份有限公司