基于基扩展模型的FBMC-OQAM系统信道拟合与估计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116016051A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211701282.9(22)申请日2022.12.28(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号(72)发明人王英国强项建弘郝黎宏蒋涵宇徐昊王敏慧刘婷臧云升霍福瑞(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109专利代理师张换男(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)H04L5/00(2006.01)H04L27/34(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图6页(54)发明名称基于基扩展模型的FBMC-OQAM系统信道拟合与估计方法(57)摘要基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，为解决FBMC‑OQAM系统双选信道估计结果准确度低、浪费通信资源、通信质量难以保障的问题。基于离散随机优化算法确定FO系统的导频结构，调制由FO导频符号、FO全零符号和FO数据符号组成的帧结构，生成基带发送信号；用基带发送信号和时频双选信道的脉冲响应得基带接收数据；用基扩展模型拟合时频双选信道信息，基带接收数据得到FO离散系统模型，根据FO离散系统模型的BEM表示获取时频双选信道的信道系数矩阵；构造无子载波间干扰结构，建立分布式压缩感知框架，将信道系数向量引入感知框架，得到新感知框架；利用稀疏自适应正交子空间追踪算法重构信道系数，得到估计的时频双选信道信息。CN116016051ACN116016051A权利要求书1/3页1.基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：它包括以下步骤：S1、基于离散随机优化算法确定FBMC‑OQAM系统的导频结构，在导频位置的下一时间位置部署全零符号，其余位置部署数据符号，获取由FBMC‑OQAM导频符号、FBMC‑OQAM全零符号和FBMC‑OQAM数据符号组成的帧结构，对帧结构进行调制，生成基带发送信号；S2、根据基带发送信号和时频双选信道的脉冲响应，得到基带接收数据；S3、利用基扩展模型拟合时频双选信道信息，再根据基带接收数据得到FBMC‑OQAM离散系统模型，根据FBMC‑OQAM离散系统模型的BEM表示获取时频双选信道的信道系数矩阵；S4、构造无子载波间干扰结构，建立分布式压缩感知框架，根据无子载波间干扰结构将稀疏的信道系数矩阵中稀疏的信道系数向量引入分布式压缩感知框架，得到新的分布式压缩感知框架；S5、根据新的分布式压缩感知框架，利用稀疏自适应正交子空间追踪算法重构信道系数，得到估计的时频双选信道信息。2.根据权利要求1中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S1中帧结构中“0”表示待传输的数据符号，“1”表示导频符号，“‑1”表示全零符号。3.根据权利要求2中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S1中基带发送信号为：其中，Δt＝1/fs表示采样间隔，fs表示采样频率，K表示符号数目，L表示子载波数目，xl,k表示实数数据符号，l表示频率位置，k表示时间位置，n表示离散时间，n＝1,2,…,N，N＝(4T0+T(K‑1))fs，gl,k((n‑1)Δt‑2T0)表示基脉冲，T＝T0表示时间间隔。4.根据权利要求3中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S2中时频双选信道的脉冲响应为：其中，m＝1,…M，M表示信道抽头总数，P表示传播路径总数，p＝1,…P，ηp表示第p条路径的路径衰减和初始相位，j表示虚数单位，τp表示第p条路径的固定延迟，νp表示第p条路径的多普勒频移。5.根据权利要求4中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S2中基带接收数据为：y＝GHHGx+W(3)其中，G表示传输矩阵，由gl,k构成，H表示由h(n‑m,m)构成的卷积矩阵，x由xl,kH构成，W表示高斯白噪声，W～CN(0,PnGG)。6.根据权利要求5中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S3中FBMC‑OQAM离散系统模型为：2CN116016051A权利要求书2/3页其中，Bq表示第q阶BEM函数向量的循环矩阵，Cq表示信道系数矩阵，Q表示信道系数数目。7.根据权利要求6中所述的基于基扩展模型的FBMC‑OQAM系统信道拟合与估计方法，其特征在于：S4中新的分布式压缩感知框架为：其中，表示接收的FBMC子载波子集，θq表示第q阶导频索引，表示有效导频对角矩阵，表示子阵，IQ表示Q×Q的单位矩阵，Wq包含了噪声和建模误差，Λq表示由元素‑j2π(q‑(Q+1)/2)/M‑j