买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：南京邮电大学;南京御通信息技术有限公司

摘要：本发明提出一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，包括：根据设计的OTFS帧结构和前导结构估计多普勒尺度因子；根据估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿；根据空子载波的信息估计剩余的多普勒频移的整数部分；根据估计的整数多普勒偏移和导频信道脉冲响应计算分数多普勒频移和其他的信道参数，完成信道估计；利用估计的信道响应和LMMSE检测实现OTFS信号检测。本发明引入多普勒尺度因子进行预补偿，利用空子载波的正交信息估计多普勒频移，基于导频信道响应的互相关表达式进行信道估计，解决了复杂环境下不能进行有效信道估计的问题，同时降低了计算复杂度，提升了信号传输的稳健性，更适用于复杂环境下的卫星物联网场景。

主权项：1.一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、基于系统设计的OTFS帧结构和前导信号rPRt，接收端通过自相关函数RCorr估计多普勒尺度因子μ；步骤2、基于所述多普勒尺度因子μ，对接收信号进行重采样，完成多普勒预补偿，得到信号rst；步骤3、利用空子载波信息估计所述信号rst的整数多普勒kν；步骤4、将所述整数多普勒kν代入导频信道响应表达式和自身的归一化互相关函数得到变量为分数多普勒的函数表达式步骤5、基于所述互相关函数计算不同时延抽头的最大值，得到对应的分数多普勒κν；步骤6、基于所述整数多普勒kν、所述分数多普勒κν和所述互相关函数对所述信号rst的其他信道参数进行估计；步骤7、基于所述步骤6估计得到的信道参数，采用LMMSE信号检测和OTFS解调，完成信号接收；所述步骤1包括：步骤1.1、在接收端，对前导信号rPRt进行采样t＝pTPMP，得到离散形式的前导信号rPRp为： 其中，XTF为发送端信号的时频表达式，m＝0,1,2…MP，m为OTFS信号子载波索引，n＝0和1，n为OTFS信号时隙索引，fc为载波频率，μ为多普勒尺度因子，TP为前导码的帧持续时间，MP为子载波数，gi为第i条路径的信道系数，P为路径数，Δf为子载波间隔，τi为第i条路径的时延，TCP为循环前缀持续时间，τmax为最大时延扩展，为噪声项，e为指数函数，j为复数；步骤1.2、通过自相关计算和推导，得到： 其中，为前导信号rPR的共轭，为时频信号XTF的共轭，为相同OTFS符号的自相关结果，为估计的多普勒尺度因子，Δ为相关窗长度，Cn为常数，NP为前导信号的时隙数，m'表示信号的子载波索引，n'表示信号的时隙索引；步骤1.3、得到多普勒尺度因子的估计值： 其中，∠表示计算相位操作；所述步骤2中包括：根据步骤1估计的多普勒尺度因子对接收信号进行重采样，得到重采样后的接收信号rst： 其中，M和N分别为OTFS信号的子载波数和时隙数；所述步骤3包括：步骤3.1、根据空子载波构建成本函数： 其中，wI+q为空子载波矩阵的正交补矩阵的子矩阵，H表示转置操作，ε为多普勒频移，Fn表示包含空子载波索引的集合，q表示空子载波的索引；步骤3.2、计算成本函数的最小值，得到多普勒的整数部分的估计值： 步骤3.3、将估计值转化为整数多普勒： 其中，TB为OTFS块的持续时间；所述步骤4包括：将步骤3得到的整数多普勒kν代入到归一化互相关函数得到： 其中，导频信道响应k'表示多普勒抽头，N为OTFS信号的时隙数，表示第i条径的相位，τi表示第i条径的时延，vi表示第i条径的多普勒，i,j表示导频在时延-多普勒网格中第i行第j列的位置，gi表示第i条径的增益，表示第i条径的时延抽头索引，表示第i条径的整数多普勒，表示第i条径的分数多普勒，表示冲激函数，l表示时延抽头索引；相位多项式表示相位多项式ηN的共轭，初相表达式所述步骤5包括：对于不同的时延抽头l＝0,1,2,...,M-1和不同可能的分数多普勒κv＝-0.5,-0.4,...,0.5，计算最大值对应的κ值，即为分数多普勒： 所述步骤6包括：根据步骤3和步骤5得到的多普勒的估计值kν+κν和步骤4得到的分别对第i条径的信道增益的模值时延抽头信道的相位项信道的初始相位进行估计，具体估计方法如下： 所述步骤7包括：步骤7.1、基于所述步骤6估计得到的信道参数，针对不同路径重构MN×MN的信道矩阵H，将所述信道矩阵H分解为M×M的子矩阵Hn,n＝0,1,...,N-1，通过LMMSE检测方法得到信号检测结果 其中，为噪声方差，IM为M×M的单位矩阵；步骤7.2、对所述信道参数进行OTFS信号解调，完成信号接收。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京邮电大学 南京御通信息技术有限公司 一种适于低轨卫星复杂环境下的OTFS信道估计方法