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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114143146A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111267109.8(22)申请日2021.10.28(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人李国兵何彬陈源张国梅(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人崔方方(51)Int.Cl.H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计系统和方法(57)摘要本发明公开了一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计系统和方法;该方法为一种基于导频的非盲估计算法,在这个算法中,将具有结构特征的OFDM时频双选信道的每个资源块视为图信号的节点,其中图信号的拓扑结构不仅由空间结构决定,而且还受时间选择性衰落和频率选择性衰落的影响。利用平滑性约束进行建模,把信号恢复问题从数学上建模为一个优化问题进行求解。同时,利用图采样的方法进行导频位置的设计,找出一个更好的导频摆放位置,使得信道估计的精确度提升。CN114143146ACN114143146A权利要求书1/2页1.一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,将OFDM系统的信道转变为n*k大小图信号,n表示载波数,k表示OFDM符号数;步骤2,确定图信号的拓扑结构;步骤3,基于图信号的拓扑结构获得信道数据带限,通过带限信号采样定理选择导频,基于最大化最小特征值的方法设计导频图案,获得采样矩阵,通过采样矩阵建立图信号的采样恢复问题;步骤4,确定采样恢复问题的平滑性约束项;步骤5,基于平滑性约束项,求解采样恢复问题,获得OFDM系统的信道估计结果。2.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤1中,所述图信号为信道H:其中,H为一个长度为n*k的信道,W是噪声向量,X为第k个子载波上发送的第n个OFDM符号。3.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤2中,所述拓扑结构为:0<α<1(8)其中,α是距离总体加权系数,γ是影响因子,γ的大小由实际的速度V和阈值速度v决定。4.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤3中,基于图信号的拓扑结构获得信道数据带限的过程为:图信号x的傅里叶变换为:s=UTx(10)图傅里叶逆变换被表示为:x=Us(11)当图信号x的图傅里叶系数s只有前k个元素非零或者仅仅是前k个图傅里叶分量{u1,u2,...,uk}的线性组合时,将所述图信号x定义为k带限。5.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤3中,基于最大化最小特征值的方法获得的采样矩阵为:6.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤3中,所述采样恢复问题为:其中x表示信道数据H,Y表示利用LS算法估计的导频处的信道数据7.根据权利要求6所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,2CN114143146A权利要求书2/2页所述采样恢复问题变换为:8.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤4中,所述平滑性约束项为:其中,wij表示节点之间的连接权值。9.根据权利要求1所述的一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计方法,其特征在于,步骤5中,基于平滑性约束项,采样恢复问题形成如下优化问题:2TminH||SH‑HP||+αHLH(27)其中,H表示信道估计向量,L表示拉普拉斯矩阵,S是采样矩阵Ψopt,也就是导频图案设计方式,HP是导频处信道估计值;所述优化问题的求解式为:T‑1TH=(SS+aL)SHP(28)。10.一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计,其特征在于,包括:图信号转换模块,用于将OFDM系统的信道转变为n*k大小图信号,n表示载波数,k表示OFDM符号数;拓扑结构获取模块,用于确定图信号的拓扑结构;采样恢复问题建立模块,用于基于图信号的拓扑结构获得信道数据带限,通过带限信号采样定理选择导频,基于最大化最小特征值的方法设计导频图案,获得采样矩阵,通过采样矩阵建立图信号的采样恢复问题;约束项建立模块,用于确定采样恢复问题的平滑性约束项;求解模块,用于基于平滑性约束项,求解采样恢复问题,获得OFDM系统的信道估计结果。3CN114143146A说明书1/8页一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计系统和方法技术领域[0001]本发明属于图信号处理技术领域,具体涉及一种基于图信号方法的OFDM系统信道估计