r>[0061] q=Tp*fs(11)
[0062] r\=邸q(12)
[0063] 其中，表示所述預(yù)設(shè)的矩陣，其中的所有元素都服從高斯分布且滿足約束等距 性的條件，a為預(yù)設(shè)的數(shù)值，鞭表示Tx維的向量，腳，巧2,…，巧r，為向量幫的組成元素，從 滿足限制等距性的高斯矩陣中選取且要服從標準高斯分布，并且保證O1也滿足限制等距 性，nGZ且1《n《DK，K表示發(fā)送信號中的數(shù)據(jù)的數(shù)量，Tp表示所述發(fā)送信號的持續(xù)時 間，fg表示信號的實際采樣速率。
[0064] 運里需要指出的是，為了建立信號模型，改進信道估計的性能，預(yù)設(shè)的矩陣的 構(gòu)成有W下幾個考慮條件： W65] (1)在任意的時間t內(nèi)，脈沖發(fā)生器輸出的信號u(t)都可W用發(fā)送信號X中K個 非零值表示出來。
[0066] 似考慮到脈沖發(fā)生器輸出的信號u(t)的持續(xù)時間Tp和后續(xù)調(diào)制，鴉中的i= qn〇
[0067] (3)通過調(diào)整a的值，脈沖發(fā)生器輸出的信號U(t)的傳輸信號能量與傳統(tǒng)無改進 的信道模型在統(tǒng)計上相等。
[0068]在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)的傳輸具有突發(fā)性，一段包含K個數(shù)據(jù)比特的信息被發(fā) 送后，發(fā)送端會陷入一段時間的休眠，直到再次需要發(fā)送信息的時候才繼續(xù)發(fā)送。其中，發(fā) 送數(shù)據(jù)X中的所有元素都等概的從{-1，1}中選取，fb為比特率，P(t)表示未調(diào)制的超寬帶 脈沖，B表示帶寬，發(fā)送信號的持續(xù)時間為Tp,D為整數(shù)，那么，在一比特的持續(xù)時間內(nèi)可W 包含D個脈沖，且脈沖之間沒有干擾。 W例其中，由于超寬帶信號的實際采樣速率t的值將會相當?shù)拇?，現(xiàn)有的ADC轉(zhuǎn)換忍 片將無法處理運么大的數(shù)據(jù)。因此，設(shè)置公式（11)得到整數(shù)q，那么在持續(xù)時間Tp內(nèi)，發(fā)送 信號X可W表不為rxX1的矢量； '(0j-二n[Dq)，（n E Z，n < K < K - \ )
[0070]義C/)叫。 I0 (13) 陽07U 其中，《G{-1，U，X中含有K個非零值，即X的稀疏度為K。 陽〇7引接著，令W=U。，，…，4「XI，KW表示r\xrX的單位矩陣，通過正交基W，X可W表示為：
[0073] X=WB (14)
[0074] 其中，0可W認為是W中X的稀疏矢量，可W看出，當K滿足K<<r擁，X在 W中是稀疏的。
[0075] 通過上述的過程，可W得出式做所示的預(yù)設(shè)矩陣巫1，且OiGR「xx「x。當KXl 維的發(fā)送信號X通過DKXK維的矩陣〇1處理之后，便可W輸出的DKX1維的矢量Z。
[0076] 步驟S120 :通過脈沖信號發(fā)生器將所述矢量信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的脈沖信號。 陽077] 在具體實施中，經(jīng)過預(yù)設(shè)的矩陣處理后得到的輸出的DKXl維的矢量Z進入 脈沖信號發(fā)生器后，輸出DK個脈沖。
[0078] 步驟S140:通過所述超寬帶信道對將所述脈沖信號進行處理后得到相應(yīng)的接收 信號。
[0079] 在具體實施中，輸出的DK個脈沖經(jīng)過所述超寬信道后輸出的接收信號可W表示 為：
[0080]Y=巫1巫2巫3X=巫X(15)
[0081] 其中，y表示所述接收信號，〇2為表示所述脈沖信號發(fā)生器的矩陣，巫3為表示所 述超寬帶信號的矩陣，O表示發(fā)送信號X的測量矩陣。
[0082] 步驟S160 :對所述接收信號進行檢測，得到所述超寬帶信道的特性。
[0083] 在具體實施中，根據(jù)此公式（15)可W運用壓縮感知的重構(gòu)算法對信號X進行重 構(gòu)，從而得到信號經(jīng)過信道后的情況，得出信道的特性。具體而言，測量矩陣O是MXN階 矩陣，且M《N，可W將公式（15)進一步進行轉(zhuǎn)換得到：
[0084] Y=巫X=巫Ws= 0S(16)
[0085] 在本發(fā)明一實施例中，在W和O已知的情況下，通過壓縮感知算法，便可W從觀 測值y中恢復(fù)出原始信號S，而無需知道X的值。
[0086] 圖2示出了本發(fā)明實施例中的超寬帶信道估計裝置的流程圖。如圖1所示的超 寬帶信道估計裝置200,可W包括預(yù)編碼單元210、脈沖信號發(fā)生器220和檢測單元230,其 中：
[0087] 預(yù)編碼單元210,將發(fā)送信號通過預(yù)設(shè)的矩陣進行處理得到相應(yīng)的矢量信號。
[0088] 在具體實施中，所述預(yù)設(shè)的矩陣為：
[0089] >1] 「界U 從2 0'r' 任 ，任 0 … 0 貧1=巧.二a : 巧 巧.1巧.2…巧3 ^ I: 0」[00...0
[0090] 其中，表示所述預(yù)設(shè)的矩陣，a為預(yù)設(shè)的數(shù)值，i=qn，nGZ，1《n《DK，D =1/Tpfs，Tp表示所述發(fā)送信號的持續(xù)時間，fS表示比特率。
[0091] 脈沖信號發(fā)生器220,適于將所述矢量信號進行轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的脈沖信號。
[0092] 檢測單元230,適于接收通過所述超寬帶信道對將所述脈沖信號進行處理后得到 的接收信號進行檢測，得到所述超寬帶信道的特性。
[0093] 在具體實施中，所述接收信號可W采用如下的公式進行表示：
[0094] Y=巫1巫2巫3乂 =巫X，其中，巫2為代表所述脈沖信號發(fā)生器的矩陣，巫3為代表所 述超寬帶信道的矩陣，O表示測量矩陣。
[0095] 在具體實施中，所述檢測單元230適于采用壓縮感知算法對所述發(fā)送信號進行重 構(gòu)，得到所述超寬帶信道的特性。
[0096] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 W通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可W存儲于計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介 質(zhì)可W包括：ROM、RAM、磁盤或光盤等。
[0097] W上對本發(fā)明實施例的方法及系統(tǒng)做了詳細的介紹，本發(fā)明并不限于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保 護范圍應(yīng)當W權(quán)利要求所限定的范圍為準。
【主權(quán)項】
1. 一種超寬帶信道估計方法，其特征在于，包括： 將發(fā)送信號通過預(yù)設(shè)的矩陣進行處理得到相應(yīng)的矢量信號； 通過脈沖信號發(fā)生器將所述矢量信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的脈沖信號； 通過所述超寬帶信道對將所述脈沖信號進行處理后得到相應(yīng)的接收信號； 對所述接收信號進行檢測，得到所述超寬帶信道的特性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶信道估計方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的矩陣為：其中，①廣示所述預(yù)設(shè)的矩陣，a為預(yù)設(shè)的數(shù)值，q=Tp*fs,i=qn，nGZ，1彡n彡DK，D= 1/Tpfs，Tp表示所述發(fā)送信號的持續(xù)時間，fs表示比特率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬帶信道估計方法，其特征在于，所述接收信號可以采用 如下的公式進行表示： Y=O1O2O3X= ?X，其中，為代表所述脈沖信號發(fā)生器的矩陣，? 3為代表所述超 寬帶信道的矩陣，?表示測量矩陣。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超寬信號估計方法，其特征在于，所述對所述接收信號進行 檢測，得到所述超寬帶信道的特性，包括：采用壓縮感知算法對所述發(fā)送信號進行重構(gòu)，得 到所述超寬帶信道的特性。5. -種超寬帶信道估計裝置，其特征在于，包括： 預(yù)編碼單元，將發(fā)送信號通過預(yù)設(shè)的矩陣進行處理得到相應(yīng)的矢量信號； 脈沖信號發(fā)生器，適于將所述矢量信號進行轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的脈沖信號； 檢測單元，適于接收通過所述超寬帶信道對將所述脈沖信號進行處理后得到的接收信 號進行檢測，得到所述超寬帶信道的特性。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬帶信道估計裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的矩陣為：其中，①廣示所述預(yù)設(shè)的矩陣，a為預(yù)設(shè)的數(shù)值，q=Tp*fs，i=qn，nGZ，1彡n彡DK，D= 1/Tpfs，Tp表示所述發(fā)送信號的持續(xù)時間，fs表示比特率。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的超寬帶信道估計裝置，其特征在于，所述接收信號可以采用 如下的公式進行表示： Y=O1O2O3X= ?X，其中，為代表所述脈沖信號發(fā)生器的矩陣，? 3為代表所述超 寬帶信道的矩陣，?表示測量矩陣。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超寬信號估計裝置，其特征在于，所述檢測單元適于采用壓 縮感知算法對所述發(fā)送信號進行重構(gòu)，得到所述超寬帶信道的特性。
【專利摘要】超寬帶信道估計方法及裝置，所述方法包括：將發(fā)送信號通過預(yù)設(shè)的矩陣進行處理得到相應(yīng)的矢量信號；通過脈沖信號發(fā)生器將所述矢量信號轉(zhuǎn)換得到對應(yīng)的脈沖信號；通過所述超寬帶信道對將所述脈沖信號進行處理后得到相應(yīng)的接收信號；對所述接收信號進行檢測，得到所述超寬帶信道的特性。上述的方案，可以提高信道估計的靈活性和準確性，并節(jié)約能耗。
【IPC分類】H04L25/02
【公開號】CN105141556
【申請?zhí)枴緾N201510487939
【發(fā)明人】賈鑫
【申請人】上海斐訊數(shù)據(jù)通信技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月11日