專利名稱：基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種信道估計方法，尤其是涉及一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計方法。
背景技術(shù)：
信道是信號的傳輸媒介，可分為有線信道和無線信道兩類。當信號在無線信道中傳播，接收到的信號通常為產(chǎn)生了失真的信號，除了含有直達路徑的信號外，還包括了不同路徑到達的反射、衍射和散射信號，這種現(xiàn)象稱為多徑傳播。在大多數(shù)實際的無線信道中， 比如高清數(shù)字電視廣播和寬帶無線移動通信，這些徑的數(shù)目相比時延擴展的數(shù)據(jù)符號周期數(shù)很小，且相鄰徑的間隔至少在幾個數(shù)據(jù)符號周期以上，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恢復出的發(fā)射端數(shù)據(jù)，很重要的一點在于對信道估計的精確性。只有在得到比較準確的信道估計值，才可能采用有效的均衡方法從接收端的失真信號恢復出發(fā)射端數(shù)據(jù)。目前，接收端估計信道的方法可以分為兩類基于訓練序列的方法和盲估計方法。 在基于訓練序列的信道估計方法中，發(fā)送端發(fā)送一些已知的訓練序列，接收端則根據(jù)該訓練序列和相應的已知的接收信號來估計信道。盲估計方法是利用信號的統(tǒng)計特性來進行信道估計，不需要事先知道發(fā)送的信號。雖然盲估計方法在占用資源方面更為有效，但是通常需要在接收端進行復雜化的信號處理，而且在快速時變的信道中容易發(fā)生錯誤傳播。事實上，當前大多數(shù)的接收機是采用基于訓練序列的信道估計方法。但目前采用的基于訓練序列的信道估計方法，無論采用通過在時域計算相關來估計信道沖激響應，還是通過在頻域估計信道傳輸函數(shù)，都沒有考慮到信道稀疏性，均會產(chǎn)生較大計算復雜度和系統(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方法，以解決現(xiàn)有信道估計方法存在導頻開銷較大、計算復雜的技術(shù)問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計方法，其包括步驟以輸入矢量信號為信道沖激響應序列，利用已知的輸入訓練序列構(gòu)建測量矩陣， 構(gòu)建通過接收矢量信號來恢復重建輸入矢量信號的稀疏信道沖激響應模型；采用正交匹配追蹤算法估計各徑的位置和幅度，獲得信道估計值。其中，構(gòu)建稀疏信道沖激響應模型的步驟包括使用偽隨機噪聲序列發(fā)生器產(chǎn)生的輸入訓練序列x(n)，假設信道沖激響應為 h(η)，那么接收到的信號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方法，其特征在于，包括步驟以輸入矢量信號為信道沖激響應序列，利用已知的輸入訓練序列構(gòu)建測量矩陣，構(gòu)建通過接收矢量信號來恢復重建輸入矢量信號的稀疏信道沖激響應模型； 采用正交匹配追蹤算法估計各徑的位置和幅度，獲得信道估計值。
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方法，其特征在于，構(gòu)建稀疏信道沖激響應模型的步驟包括使用偽隨機噪聲序列發(fā)生器產(chǎn)生的輸入訓練序列χ (η)，假設信道沖激響應為h (η)，那么接收到的信號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方法，其特征在于，采用正交匹配追蹤算法估計各徑的位置和幅度的步驟包括確定稀疏信道沖激響應模型的輸入?yún)?shù)，包括測量矩陣A ；長度為M的列矢量信號 Ymx1 ；長度N、徑的數(shù)目K的信道沖激響應序列h ；依次進行迭代運算；從測量矩陣A中找出與殘余矢量Iv1相關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，并從測量矩陣A的N個列矢量中挑選出相應位置的i個列矢量構(gòu)成新的測量矩陣；采用最小均方誤差重新估計信道值，并采用最小二乘法估計信道沖激響應值；經(jīng)過K次迭代后，得到最終的信道估計值。
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方法，其特征在于，最小均方誤差為實際信道接收的信號與從稀疏信道模型中輸出的信號之間的均方誤差。
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方法，其特征在于，使用 DTMB多載波模式中幀頭的420個符號作為輸入的訓練序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項所述基于正交匹配追蹤的稀疏信道估計方法，其特征在于，沖激響應序列h的長度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方法，其包括步驟以輸入矢量信號為信道沖激響應序列，利用已知的輸入訓練序列構(gòu)建測量矩陣，構(gòu)建通過接收矢量信號來恢復重建輸入矢量信號的稀疏信道沖激響應模型；采用正交匹配追蹤算法估計各徑的位置和幅度，獲得信道估計值。本發(fā)明利用正交匹配追蹤算法的易于實現(xiàn)和良好的近似性能夠有效提高信道參數(shù)估計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)估計出稀疏多徑的位置和幅度，能有效降低信道估計方法的復雜度。
文檔編號H04L25/02GK102244624SQ201110194559
公開日2011年11月16日 申請日期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 申請人:深圳數(shù)字電視國家工程實驗室股份有限公司