[发明专利]一种时变衰落信道下的自适应调制识别方法与装置有效

专利信息
申请号: 201510007053.0 申请日: 2015-01-07
公开(公告)号: CN104852874B 公开(公告)日: 2019-04-19
发明(设计)人: 李斌;付俊强;赵成林;许方敏 申请(专利权)人: 北京邮电大学
主分类号: H04L25/02 分类号: H04L25/02
代理公司: 北京永创新实专利事务所 11121 代理人: 姜荣丽
地址: 100876 *** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明提出了一种时变衰落信道下的自适应调制识别方法装置,区别于现有的静态系统模型,设计出一种新的动态状态空间模型来描述信号调制方式与时变信道增益的时变特性,将信号调制方式和衰落信道增益看作两个隐藏系统状态,并引入一阶FSMC模型刻画时变慢衰落信道增益时变迁移特性,将特定时间窗内采样信号的似然函数作为系统观测值;在此基础上,针对时变衰落信道提出一种全新的自适应调制识别方法,充分发掘信道状态动态转移特性,对调制方式和时变信道增益实施联合估计,极大地提高了时变衰落信道下调制识别性能。该方案采用贝叶斯序贯推理法,新方法具有复杂度低及检测时间短的优势。
搜索关键词: 一种 衰落 信道 自适应 调制 识别 方法 装置
【主权项】:
1.一种自适应调制识别实现方法,能够实现时变衰落信道下的高性能调制识别;其特征在于:充分考虑信道增益的时变特性,建立了动态状态空间模型,实现了对于未知调制方式和时变慢衰落信道增益的联合贝叶斯估计;1)所建立的动态状态空间模型为:αn=H(αn‑1)cn=T(αn)zn=Z(sn,cnn,wn,i)式中,αn表示第n个时刻的信道衰落幅度增益,按照特定状态转移函数H(·)进行更新;cn表示第n个时刻的信号调制方式,按照一定的映射函数T(·)进行确定;2)对时变衰落信道进行信道建模:为了描述信道,考虑一阶FSMC模型,首先假设状态概率向量π=[π01,...,πK‑1]T,其中πk=Pr(α=Ak),稳定状态下需要满足PTπ=π,PK×K={Pk1→k2,i,j∈0,1,...,K‑1}由离散信道状态转移矩阵PTM得:矩阵中的各个元素Pk1→k2表示的是从状态k1到状态k2的转移概率;Pk1→k2=Pr(αn'=Ak2n'‑1=Ak1)在FSMC模型中,连续信道被划分成1个以上无重叠的离散区间它由一组信噪比门限值决定,或者是一组信道增益值信道状态增益αn在第k个信道区间里的稳态概率由下式得:利用πk=1/K对信道进行均匀划分,vk2=‑2σ2ln(1‑k/K)得到区间边界值,最后转移概率Pk1→k2进一步转化为:式中f(αn’‑1n’)表示时变瑞利信道的联合分布概率;对于|k1‑k2|>1得到Pk1→k2=0,进一步将PTM简化为:计算区间跨越率Nk,如下式:Pk1→k2≈Nk2/Rk1,其中Rk1=πk2/T表示在状态k1下每秒内所含的感知周期数,其中T为符号周期;3)根据所建立的动态状态空间模型和对时变衰落信道进行建模,对信道增益与调制方式进行自适应调制映射,具体为:首先考虑S2S映射,映射关系式TS2S(·):它将信道增益与调制方式进行一一对应,即L=K,具体关系式如下:再考虑M2S映射,一种调制方式里存在1个以上信道增益,即2≤Kl<K,即L<K,映射关系如下表示:式中基于以上方式,自适应调制方式的先验分布变成时变的非均匀分布,更进一步,第n种信道增益下的第l种调制方式的先验概率p(cn=Cl)通过下式计算得到:式中pn|n‑1{cn|cn‑1}表示从第l’种到第l种的先验转移概率,对于一阶马氏链来说,l0<2;S2S映射下l≠l’时,先验转移概率简化为:而M2S映射下,先验转移概率为:4)在接收端对接收到的自适应调制信号进行最大似然观测,计算似然观测值:基带信号表示为:式中,j为虚部单位,Es为发射信号的平均符号能量,sn,m(l)和φn,m(l)分别为信号的幅度和相位,g(·)为成型滤波器,T为符号周期;经过模数转换为:各信号的幅度和相位表示为:MPSK:φn,m(l)=qπ/Ql,sn,m(l)=1,q=0,1,…,Ql‑1;MQAM:式中Ql为第l种调制方式的星座图上总点数,表示信号的实部,表示信号的虚部;经典的ML算法假设先验信息分布服从均匀分布,其似然函数如下所示:将其转换成对数似然形式:5)联合先验信息对信道增益贝叶斯联合估计;为描述两个隐含状态,用向量来表示,定义pn‑1|n‑1(Xn‑1|z1:n‑1)表示n‑1时刻的后验概率,pn|n(Xn|z1:n)表示当前时刻的后验概率;在n‑1时刻,通过最大后验概率准则估计出n‑1时刻的信道状态,进而得到当前n时刻的先验信息pn|n‑1n|z1:n‑1):再结合已计算得到的似然观测值,根据下式求出此时接收信号下各可能的后验概率值:式中似然函数映射函数T(·)表示S2S和M2S两种映射可能,在两种映射关系下,通过先估计信道增益确定未知调制方式;最大后验概率判决式如下6)根据映射规则确定调制方式:在S2S映射中,信道状态与未知调制方式呈一一对应的关系,而在M2S中,1个以上信道对应一种调制方式,根据3)得到下式:
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  • 王海;王锐;王伟;陈万里;朱晓丹;李风从 - 南方科技大学
  • 2015-12-31 - 2019-09-17 - H04L25/02
  • 本发明涉及一种信道估计方法及系统。应用于包括基站和多小区的大规模MIMO系统,以获得目标基站与目标小区之间的信道,方法包括:步骤S110:目标基站缓存目标小区的用户发送的第1至第n个数据块;步骤S120:目标基站根据缓存的第1至第n个数据块更新目标基站与目标小区之间信道的估计;步骤S130:目标基站将更新后的目标基站与目标小区之间的信道与一阶自回归模块相结合,以获得更优的信道估计值。即在没有增加导频信号长度的基础上获得更优的信道估计值,解决了导频污染。
  • 一种适用于测试仪的复合系统信道估计方法及装置-201710035585.4
  • 吴帅;刘海溶;吴建兵 - 深圳市极致汇仪科技有限公司
  • 2017-01-18 - 2019-09-17 - H04L25/02
  • 本发明提供一种适用于测试仪的复合系统信道估计方法及装置,所述复合系统信道估计方法包括以下步骤:步骤S1,发送高速长训序列;步骤S2,判断第k个子载波的发送数据矩阵是否可逆,若可逆则利用当前时刻符号的求取信道估计值,否则继承前一时刻的信道估计值;步骤S3,判断负载数据符号时间t是否大于符号间隔T,若否,则采用t个符号对应的t个信道估计值作为信道估计值向量内的元素,并求取平均值;若是,则采用第(t‑T)符号起连续T个符号对应的T个信道估计值作为信道估计值向量内的元素,并求取平均值;步骤S4,返回步骤S2,直到完成所有时刻的信道估计。本发明能够有效提高复合系统的信道估计值的估计精度,更好的服务于待测设备的测量。
  • 用于广义频分复用系统的训练序列设计及应用方法和装置-201710659332.4
  • 何世文;汤楠;王海明;黄永明;杨绿溪;洪伟 - 南京仄普托信息科技有限公司
  • 2017-08-04 - 2019-09-17 - H04L25/02
  • 本发明公开了一种用于广义频分复用系统的训练序列设计及应用方法和装置。其中训练序列设计方法包括:基于选定的最佳滤波器滚降系数设计滤波器得到滤波器的频域响应,根据频域响应计算设计训练序列所需的两个比例系数,利用两个比例系数设计训练序列。本发明设计的训练序列用于IQ不平衡补偿和信道估计的方法包括:利用训练序列的频域信号估计信道,并基于估计的信道频域响应求解IQ不平衡参数;利用估计的IQ不平衡参数和信道分别对受IQ不平衡影响的GFDM数据信号进行IQ不平衡补偿和信道均衡。本发明在节省导频开销的前提下,仍可以有效地恢复信号,改善受IQ不平衡影响的系统性能。
  • 用于下行链路信道估计的方法-201510466291.8
  • 吴克颖;武露 - 上海诺基亚贝尔股份有限公司
  • 2015-07-31 - 2019-09-13 - H04L25/02
  • 本发明涉及一种在多入多出无线通信系统的基站中用于下行链路信道估计的方法,其中,所述多入多出无线通信系统的基站之中具有NT个天线和NFFT个子载波,所述方法包括将源自每个射频链路的导频信号借助于与所述每个射频链路相关联的第一模拟预编码矩阵进行预编码以得到第一导频信号以及将经过预编码的第一导频信号映射至与所述每个射频链路连接的所有天线并且由所述天线进行传输。
  • 大规模MIMO系统和DP先验下多用户信道估计方法-201710664887.8
  • 孙晶晶;成先涛 - 电子科技大学
  • 2017-08-07 - 2019-09-13 - H04L25/02
  • 本发明属于无线通信技术领域,具体的说是FDD模式下的多用户大规模MIMO系统的信道,涉及大规模MIMO系统和DP先验下多用户信道估计方法。本发明利用Dirichlet分布的性质实现多用户信道的自适应聚类,同时在变分贝叶斯原理下,推导出一种能够智能重构信道H的方法。与普通的信道估计方法相比,本发明达到理想估计性能的训练开销大大降低,同时重构信道和真实信道之间的误差较小。本发明的有益效果是:与传统方法相比,本发明简化了运算量,提高了运算速度和运算精度,提高了信道估计的准确性。
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