[发明专利]一种基于正交时频空间调制技术的信道估计方法和系统

说明书

本公开是关于一种基于正交时频空间调制技术的信道估计方法。该方法包括建立正交时频空间信道估计的模型，该模型包括时延多普勒域接收信号、稀疏度自适应匹配追踪算法和去噪网络；利用稀疏度自适应匹配追踪算法对时延多普勒域接收信号进行处理，重构延迟多普勒域信道；将延迟多普勒域信道输入至去噪网络中进行去噪处理，得到去噪信道响应。该方法能够在不依赖于信道路径数目的先验信息的情况下重构延迟多普勒域信道；并且能够消除延迟多普勒域信道相应的噪声。

技术领域

本公开涉及信息通信技术领域，尤其涉及一种基于正交时频空间调制技术的信道估计方法和系统。

背景技术

空天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Networks,SAGINs)能够克服地面移动通信网络存在覆盖范围有限、安全可靠性不足、抗毁性差等缺点，满足整个区域的泛覆盖需求，是实现全球覆盖和信息高速传输的必要途径。SAGINs的实现涉及无人机、车联网(Vehicle-to-everything,V2X)、低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星等众多新兴应用。

然而，终端在V2X和LEO卫星等场景下的高移动性会导致不同程度的信号衰减，当移动终端处于高速运动时，由于多普勒频移的存在，无线信道具有快速事变的特性，这样在快时变信道中，现有的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统中子载波的正交性被破坏，性能显著下降。

现有的正交时频空间(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)调制技术能够实现时延-多普勒域信道的重构，但是在存在时延-多普勒域信道响应中难以消除非零元素上的噪声，从而导致信道估计性能不足的问题；另外，现有的OTFS调制技术往往依赖于对信道路径数目的先验信息，但在实际通信系统中，信道参数会随着工作频率和传播环境等多种因素的变化而变化，信道路径的数目也往往是未知的。因此，有必要提出一种方案改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的第一方面提供一种基于正交时频空间调制技术的信道估计方法，包括以下步骤：

建立正交时频空间信道估计的模型，所述模型包括时延多普勒域接收信号、稀疏度自适应匹配追踪算法和去噪网络；

利用所述稀疏度自适应匹配追踪算法对所述时延多普勒域接收信号进行处理，重构延迟多普勒域信道；

将所述延迟多普勒域信道输入至所述去噪网络中进行去噪处理，得到去噪信道响应。

本公开的一示例性实施例中，所述利用所述稀疏度自适应匹配追踪算法对所述时延多普勒域接收信号进行处理，重构延迟多普勒域信道的步骤中，

所述稀疏度自适应匹配追踪算法的初始输入信息包括：感知矩阵α、观测向量y、初始索引集C^n-1和初始支撑集其中，n＝1，即所述初始索引集C^n-1为C⁰，所述初始支撑集为将所述初始索引集C⁰和所述初始支撑集设为空集，令支撑集的规模为p，则所述初始支撑集的初始规模P＝1，阈值T＝0.001，所述观测向量y为初始残差r₀。

本公开的一示例性实施例中，所述利用所述稀疏度自适应匹配追踪算法对所述时延多普勒域接收信号进行处理，重构延迟多普勒域信道的步骤包括：

计算所述感知矩阵α中所有元素与当前残差r_n-1的相关性，得到相关性集合μ，所述相关性集合μ的表达式包括：μ＝r_n-1,α；