專利名稱：通道參數(shù)估測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本揭露是關(guān)于基于壓縮性感測(compressive sensing)的稀疏隨機數(shù)(sparserandom)領(lǐng)航信號(pilot signal)設計的通道參數(shù)估測方法。
背景技術(shù)：
目前移動數(shù)據(jù)傳輸量(mobiledata traffic)大幅度呈現(xiàn)指數(shù)趨勢成長。超級無線區(qū)域網(wǎng)絡(Super WiFi)為此種移動數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中值得注意的其中一種技術(shù)。推動Super WiFi技術(shù)的通信標準團體預期將無線區(qū)域網(wǎng)絡相容技術(shù)(WiFi)的傳輸功率提高至1000毫瓦(mill iwatt,mW),并預期可使用此Super WiFi技術(shù)在室外空間達成2公里的無線數(shù)據(jù)連線。原本室內(nèi)的傳輸通道為延遲分布(delay spread)較小并且為平坦頻率通道(frequency flat channel),因此僅須相對較小數(shù)目的領(lǐng)航信號來進行通道參數(shù)估測。假若將WiFi技術(shù)改變在室外使用時，室外的傳輸通道為延遲分布較大并且為頻率選擇性通道(frequency selective channel),因此相對地須大幅度提高領(lǐng)航信號(pilot signals)的密度。然而，增加領(lǐng)航信號的數(shù)量會直接降低頻譜效率(spectrum efficiency) 另一種受注意的移動數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)為水底下利用聲波通道(underwateracoustic channel)進行的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。由于聲波在水中行進的特性與無線電磁信號(包括微波信號)在空氣中傳輸特性不相同，因此水底聲波傳輸具有不同于微波傳輸?shù)耐ǖ捞匦?。主要通道特性差異來自于聲波在水中行進的速度(1500m/s)遠比真空中光速(3X 108m/s)慢，因此水底聲波傳輸?shù)耐ǖ谰哂休^長延遲分布(long delay spread)與稀疏通道(sparse channel)的特性。舉例說明，當水底聲波傳輸由發(fā)送端至接收端有兩個主要行進路徑，而此兩個主要行進路徑之間僅差距1.5公尺時，即會造成延遲差距達1ms，轉(zhuǎn)換在具有IOkHz頻寬的微波傳輸情況即為10倍取樣頻率的情況。較長延遲分布與稀疏通道的特性也造成水底聲波傳輸易出現(xiàn)頻率選擇的信號失真(frequency-selective signaldistortion)。因此， 水底聲波傳輸技術(shù)必然需要較高密度的領(lǐng)航信號。再者，假設將目前IEEE 802.1af (使用5MHz頻寬)的無線通信技術(shù)應用在700MHz (對應至模擬電視頻譜停用空出來的白色頻寬(TV white space))，以下分別以表I列出在700MHz頻譜對應兩種通道(DVB-T通道與ITU VA通道)的模擬情況，以及利用表2來列出主要的I EEE 802.1af規(guī)范參數(shù)及應用在前述兩種通道的模擬情況。表I
權(quán)利要求
1.一種通道參數(shù)估測方法，適用于通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)包括發(fā)送器與接收器，其特征在于，所述的通道參數(shù)估測方法包括: 所述發(fā)送器使用多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案的其中之一，將多個領(lǐng)航信號發(fā)送給所述接收器；以及 所述接收器接收所述領(lǐng)航信號，利用壓縮性偵測方法對所述多個領(lǐng)航信號進行通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目，并根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與目前領(lǐng)航信號數(shù)目，在所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案，并傳送關(guān)于所選擇的領(lǐng)航信號圖案的反饋信息給所述發(fā)送器。
2.如權(quán)利要求1所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 所述發(fā)送器在接收所述反饋信息后，在下一周期使用所述反饋信息對應的領(lǐng)航信號圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 所述發(fā)送器在接收 所述反饋信息后，找出所述反饋信息指示的領(lǐng)航信號圖案對應的多個領(lǐng)航信號子載波，并在下一周期將多個領(lǐng)航信號插入所述多個領(lǐng)航信號子載波后傳送給所述接收器。
4.如權(quán)利要求1所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 所述接收器基于壓縮性偵測演算法，利用所述多個領(lǐng)航信號來估測多個通道參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 所述接收器利用壓縮性偵測演算法與多重路徑干擾消除法，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測多個通道參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與所述目前領(lǐng)航信號數(shù)目，在所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為所述下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案的步驟包括: 所述接收器比較所述多重路徑通道數(shù)目與所述目前領(lǐng)航信號數(shù)目，并產(chǎn)生第一比較結(jié)果; 所述接收器比較所述多重路徑通道數(shù)目與上一周期的領(lǐng)航信號數(shù)目，并產(chǎn)生第二比較結(jié)果; 根據(jù)所述第一比較結(jié)果與所述第二比較結(jié)果，對應地調(diào)整領(lǐng)航信號數(shù)目；以及根據(jù)所述領(lǐng)航信號數(shù)目，在所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為所述下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案。
7.如權(quán)利要求5所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 所述接收器還根據(jù)所述領(lǐng)航信號獲取多重路徑通道與延遲-都卜勒域的通道響應。
8.如權(quán)利要求3所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 當所述發(fā)送器發(fā)現(xiàn)所述多個領(lǐng)航信號目前使用的多個子載波的其中之一為快速傅立葉轉(zhuǎn)換修剪情況時，所述發(fā)送器選擇擺放領(lǐng)航信號在被修剪的子載波相鄰的另一子載波。
9.如權(quán)利要求3所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 當所述接收器發(fā)現(xiàn)所述多個領(lǐng)航信號目前使用的多個子載波的其中之一被干擾時，所述接收器選擇在被干擾的子載波相鄰的另一子載波上接收領(lǐng)航信號。
10.如權(quán)利要求5所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括:所述接收器在執(zhí)行所述壓縮性偵測演算法之前，先執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法。
11.如權(quán)利要求5所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，利用所述壓縮性偵測演算法與所述多重路徑干擾消除法，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟包括: 在所述壓縮性偵測演算法之前，先執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法。
12.如權(quán)利要求5所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，利用所述壓縮性偵測演算法與所述多重路徑干擾消除法，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟包括: 在估測所述多個通道參數(shù)的第一次迭代運算中，不執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法，但利用所述壓縮性偵測演算法由所述多個領(lǐng)航信號獲取所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道；以及 在估測所述多個通道參數(shù)的第二次迭代運算中，利用所述多重路徑干擾消除法消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述多個領(lǐng)航信號的影響。
13.如權(quán)利要求12所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，利用所述壓縮性偵測演算法與所述多重路徑干擾消除法，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟還包括:` 在消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述多個領(lǐng)航信號的影響之后，再次利用所述壓縮性偵測演算法由所述多個領(lǐng)航信號獲取剩余的多重路徑通道。
14.如權(quán)利要求7所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，在獲取所述延遲-都卜勒域的通道響應的步驟之后，所述的通道參數(shù)估測方法還包括: 所述接收器利用二維快速傅立葉轉(zhuǎn)換，將所述延遲-都卜勒域的通道響應轉(zhuǎn)換為時域-頻域通道響應。
15.一種通道參數(shù)估測方法，適用于接收器，其特征在于，所述的通道參數(shù)估測方法包括: 接收呈現(xiàn)稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案擺放方式的多個領(lǐng)航信號； 利用壓縮性偵測方法對所述多個領(lǐng)航信號進行通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目；以及 根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與所述多個領(lǐng)航信號，獲取延遲-都卜勒域的通道響應。
16.如權(quán)利要求15所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，在對所述多個領(lǐng)航信號進行所述通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目的步驟包括: 在所述壓縮性偵測演算法之前，先執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法。
17.如權(quán)利要求15所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，在對所述多個領(lǐng)航信號進行所述通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目的步驟包括: 在估測所述多個估測通道參數(shù)的第一次迭代運算中，不執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法，但利用所述壓縮性偵測演算法由所述多個領(lǐng)航信號獲取所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道；以及 在估測所述多個估測通道參數(shù)的第二次迭代運算中，利用所述多重路徑干擾消除法消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述多個領(lǐng)航信號的影響。
18.如權(quán)利要求17所述的通道參數(shù)估測方法，利用所述壓縮性偵測演算法與所述多重路徑干擾消除法，其特征在于，在對所述多個領(lǐng)航信號進行所述通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目的步驟包括: 在消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述多個領(lǐng)航信號的影響之后，再次利用所述壓縮性偵測演算法由所述多個領(lǐng)航信號中獲取剩余的多重路徑通道。
19.如權(quán)利要求15所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，在獲取所述延遲-都卜勒域的通道響應的步驟之后，所述的通道參數(shù)估測方法還包括: 利用二維快速傅立葉轉(zhuǎn)換，將所述延遲-都卜勒域的通道響應轉(zhuǎn)換為時域-頻域通道響應。
20.一種通道參數(shù)估測方法，適用于發(fā)送器，其特征在于，所述的通道參數(shù)估測方法包 括: 使用多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案的其中之一，將多個領(lǐng)航信號發(fā)送給接收器； 由所述接收器所接收指示所述接收器選擇的領(lǐng)航信號圖案的反饋信息；以及根據(jù)所述反饋信息，找出所述反饋信息指示的領(lǐng)航信號圖案對應的多個領(lǐng)航信號子載波，并在下一周期將多個領(lǐng)航信號插入所述領(lǐng)航信號子載波后傳送給所述接收器。
21.如權(quán)利要求20所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 當所述發(fā)送器發(fā)現(xiàn)所述領(lǐng)航信號目前使用的多個子載波的其中之一為快速傅立葉轉(zhuǎn)換修剪情況時，所述發(fā)送器選擇擺放多個領(lǐng)航信號在被修剪的子載波相鄰的另一子載波。
22.如權(quán)利要求20所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，: 所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案分別具有不同的領(lǐng)航信號數(shù)目。
23.—種通道參數(shù)估測方法，適用于接收器，其特征在于，所述的通道參數(shù)估測方法包括: 由發(fā)送器接收稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案的擺放方式的多個領(lǐng)航信號； 利用壓縮性偵測方法對所述多個領(lǐng)航信號進行通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目； 根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與目前領(lǐng)航信號數(shù)目，在多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案；以及 傳送所選擇的領(lǐng)航信號圖案的反饋信息給所述發(fā)送器。
24.如權(quán)利要求23所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與所述多個領(lǐng)航信號，獲取延遲-都卜勒域的通道響應。
25.如權(quán)利要求23所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，對所述多個領(lǐng)航信號進行所述通道參數(shù)估測以獲取所述多重路徑通道數(shù)目的步驟包括: 比較所述多重路徑通道數(shù)目與所述目前領(lǐng)航信號數(shù)目，并產(chǎn)生第一比較結(jié)果； 比較所述多重路徑通道數(shù)目與上一周期的領(lǐng)航信號數(shù)目，并產(chǎn)生第二比較結(jié)果；根據(jù)所述第一比較結(jié)果與所述第二比較結(jié)果，對應地調(diào)整領(lǐng)航信號數(shù)目；以及根據(jù)所述領(lǐng)航信號數(shù)目，在所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為所述下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案。
26.如權(quán)利要求23所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，還包括: 當發(fā)現(xiàn)所述多個領(lǐng)航信號目前使用的多個子載波的其中之一被干擾時，所述接收器選擇在被干擾的子載波相鄰的另一子載波上接收領(lǐng)航信號。
27.如權(quán)利要求23所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟包括: 在所述壓縮性偵測演算法之前，先執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法。
28.如權(quán)利要求27所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，根據(jù)所述多個領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟還包括: 在估測所述多個通道參數(shù)的第一次迭代運算中，不執(zhí)行所述多重路徑干擾消除法，但利用所述壓縮性偵測演算法由所述多個領(lǐng)航信號獲取所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道；以及 在估測所述多個通道參數(shù)的第二次迭代運算中，利用所述多重路徑干擾消除法消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述多個領(lǐng)航信號的影響。
29.如權(quán)利要求28所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，根據(jù)所述領(lǐng)航信號來估測所述多個通道參數(shù)的步驟還包括: 在消除所述第一次迭代運算的多個多重路徑通道對所述領(lǐng)航信號的影響之后，再次利用所述壓縮性偵測演算法由所述領(lǐng)航信號中獲取剩余的多重路徑通道。
30.如權(quán)利要求24所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于，在獲取所述延遲-都卜勒域的通道響應的步驟之后，所述的通道參數(shù)估測方法還包括: 利用二維快速傅立葉轉(zhuǎn)換，將所述延遲-都卜勒域的通道響應轉(zhuǎn)換為時域-頻域通道響應。
31.如權(quán)利要求22所述的通道參數(shù)估測方法，其特征在于: 所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案分別具有不同的領(lǐng)航信號數(shù)目。
全文摘要
本揭露提供一種通道參數(shù)估測方法。所述的方法適用于無線通信系統(tǒng)，所述無線通信系統(tǒng)包括發(fā)送器與接收器，且包括下列步驟。發(fā)送器使用多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案的其中之一，將多個領(lǐng)航信號發(fā)送給接收器。此接收器接收所述多個領(lǐng)航信號，利用壓縮性偵測方法對所述多個領(lǐng)航信號進行通道參數(shù)估測以獲取多重路徑通道數(shù)目，并根據(jù)所述多重路徑通道數(shù)目與目前領(lǐng)航信號數(shù)目，為在所述多個預設稀疏隨機領(lǐng)航信號圖案中為下一周期選擇領(lǐng)航信號圖案。另外，此接收器傳送關(guān)于所選擇的領(lǐng)航信號圖案的反饋信息給所述發(fā)送器。
文檔編號H04L25/02GK103139112SQ20111046118
公開日2013年6月5日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者黃朝旺, 孔祥重, 丁邦安 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院