一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115883294A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211508121.8(22)申请日2022.11.28(71)申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所地址050081河北省石家庄市中山西路589号第五十四所卫通部(72)发明人冯昊轩马西锁王雨晴王力男王力权张志丽(74)专利代理机构河北东尚律师事务所13124专利代理师王文庆曲佳颖(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)H04L25/03(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法及装置(57)摘要本发明属于低轨卫星通信领域，公开了一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法及装置，它涉及低轨卫星移动通信系统星座载荷信关站和终端设计技术。本发明针对低轨卫星通信传输距离远，信号强度低，信噪比有限、存在频偏时偏影响等特点，通过对导频符号的能量窗型叠加，进行噪声的初次分离估计，通过能量赋权完成二次迭代去噪，实现对接收信号的信道估计，完成信号的解调。本发明具有解调能力强、结构简单，适应较大频偏时偏和不同通信场景等卫星通信链路特点，特别适合低轨卫星移动OFDM通信系统解调。CN115883294ACN115883294A权利要求书1/2页1.一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将接收的AD采样信号变换为频域信号，并将导频所占子载波信号提取出来，将非导频信号弃置，得到各导频OFDM符号的频域特征信号；B、根据接收导频的预置参数，生成本地导频信号，计算接收导频频域特征信号与本地导频频域特征信号的共轭相乘结果，并对共轭相乘结果变换回时域信号，得到各导频OFDM符号的变换域响应特征信号；C、对各导频OFDM符号的变换域响应特征信号，根据不同通信场景，求出前N个能量最大的峰值，并以叠加的峰值提取窗进行能量提取，得到变换域上导频的初次去噪结果；其中，N为当前通信场景下应保留的特征能量域的峰值个数；D、计算各导频OFDM符号的变换域特征信号与初次去噪结果的差值，并对差值结果计算能量均值，得到初次估计的噪声能量值；E、对变换域上导频的初次去噪结果，将小于初次估计的噪声能量值的变换域样点的能量置为零，对大于初次估计的噪声能量值的变换域样点乘以能量权重系数；得到变换域上导频的二次去噪结果；F、对二次去噪结果，变换为频域信号，计算该频域信号与步骤B中共轭相乘结果的差值，并对差值结果计算能量均值，得到最终估计的噪声能量值，最终估计的噪声能量值与上述频域信号共同组成各导频OFDM符号的信道估计结果。2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法，其特征在于，步骤C包括：C1、对各导频OFDM符号的变换域响应特征信号，将实部和虚部分别进行自乘平方，然后将平方结果相加，求得变换域上各点的特征能量，并按能量的大小依次排列，得到排列后的能量序列；C2、根据不同通信场景和预置的查找表，得到当前通信场景下应保留的特征能量域的峰值个数N，对前N个峰值，以峰值所在的点为中心，分别赋以滤波窗形，并在变换域上将所有滤波窗形进行叠加，得到叠加的峰值提取窗；C3、在变换域上，对各导频OFDM符号的变换域响应特征信号与峰值提取窗进行复乘，得到变换域上导频的初次去噪结果。3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计方法，其特征在于，步骤E包括：E1、对变换域上导频的初次去噪结果，将变换域每个样点上的能量值与步骤D得到的结果进行比较；E2、对能量值小于初次估计的噪声能量值的变换域样点，将能量置为零；对大于初次估计的噪声能量值的变换域样点，计算能量权重系数，对实部和虚部分别乘以能量权重系数，并复合为复数结果；E3、根据步骤E2的输出结果，得到变换域上导频的二次去噪结果。4.一种低轨卫星OFDM通信系统信道估计装置，其特征在于，包括：导频提取模块、导频变换域特征信号生成模块、导频初次去噪模块、噪声能量初次估计模块、导频二次去噪与能量赋权模块和信道估计结果输出模块；导频提取模块，用于将接收的AD采样信号变换为频域信号，并将导频所占子载波信号2CN115883294A权利要求书2/2页提取出来，将非导频信号弃置，得到各导频OFDM符号的频域特征信号，输出至噪声能量初次估计模块；导频变换域特征信号生成模块，用于根据接收导频的预置参数，生成本地导频信号，计算接收导频频域特征信号与本地导频频域特征信号的共轭相乘结果，并对共轭相乘结果变换回时域信号，得到各导频OFDM符号的变换域响应特征信号，输出至导频初次去噪模块；导频初次去噪模块，用于对各导频OFDM符号的变换域响应特征信号，根据不