[发明专利]基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法，该方法包括：随机生成延时‑多普勒域数据符号，并将其转换为时频域数据符号，插入导频序列，转换为时域发射信号，对信道进行初步估计，得到信道基系数初步估计值，并根据其采用无迹卡尔曼滤波信道估计法对信道进行估计，得到信道基系数最终估计值，根据估计值还原信道冲激相应，将冲激响应经循环移位变换为频域信道增益系数，通过ZF均衡得到接收天线的频域信号，将其解映射，并执行硬判决得到最终接收信号。本发明提供的基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法，能够在具有频率选择性衰落、快时变、时域非平稳特性的信道环境下工作，抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法。

背景技术

高速移动环境下，信道存在多径延时、多普勒效应、非平稳特性和快时变信道估计问题，现有无线通信系统中一般采用基于导频的信道估计方法，由于信道估计方法问题，造成性能衰减较快。传统OFDM信道估计方式假设信道冲激相应在一个OFDM符号时间内是不变的，由于多径延时域多普勒效应的影响，信道的时域自相关系数是时变的、非平稳的。

现有的根据相邻的基于基系数的导频符号采用基于测量统计约束的最大似然信道估计方法对信道进行初步估计，得到所述导频符号位置的信道基系数初步估计值；该方式会增加估计过程的时间复杂度。现有的信道估计方式采用BEM(基扩展模型)结合卡尔曼滤波对信道进行估计，由于卡尔曼滤波方法存在误差传播，并且在信道估计在迭代过程中建立状态空间模型时没有准确建模判决反馈中的非线性操作，引入了非高斯有色噪声，严重影响信道估计性能。因此，设计一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置及方法，结构简单，计算复杂度低，能够在具有频率选择性衰落、快时变、时域非平稳特性的信道环境下工作，抗干扰能力强，适用于高速环境下。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置，包括：存储器、处理器、接收天线、发射天线、OTFS系统调制装置及判决反馈解调装置，所述存储器、接收天线、发射天线、OTFS系统调制装置及判决反馈解调装置连接所述处理器，所述OTFS系统调制装置包括延时-多普勒域数据符号生成模块、数据映射模块、时频域数据符号生成模块、时域发射信号生成模块，所述延时-多普勒域数据符号生成模块连接所述数据映射模块，所述数据映射模块连接所述时频域数据符号生成模块，所述时频域数据符号生成模块连接所述时域发射信号生成模块，所述判决反馈解调装置包括循环移位模块、均衡模块、解映射模块及执行硬判决模块，所述循环移位模块连接所述均衡模块，所述均衡模块连接所述解映射模块，所述解映射模块连接所述执行硬判决模块；

所述延时-多普勒域数据符号生成模块用于生成延时-多普勒域数据符号；

所述数据映射模块用于将生成的延时-多普勒域数据符号映射到不同的星座图上；

所述时频域数据符号生成模块用于生成时频域数据符号；

所述时域发射信号生成模块用于生成时域信号，并将其加载到发射天线上进行发射；

所述循环移位模块用于完成循环移位操作；

所述均衡模块用于通过ZF均衡得到发送符号向量；

所述解映射模块用于进行解映射得到接收信号；

所述执行硬判决模块用于根据接收信号完成执行硬判决操作。

本发明还提供了一种基于OTFS系统调制解调的高速信道估计方法，应用于上述的基于OTFS系统调制解调的高速信道估计装置，包括如下步骤：