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专利号: 2023101530930
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,利用包含多普勒间干扰的时延多普勒等效信道传输发射信号,在接收端利用LDAMP算法,进行分数多普勒信道估计,得到信道的估计值,包含多普勒间干扰的时延多普勒等效信道表示为:其中, 表示第t个发射天线到第r个接收天线之间包含多普勒间干扰的时延多普勒等效信道矩阵;Lp表示第t个发射天线到第r个接收天线之间的信道路径的数量;Np,r,t表示第t个发射天线到第r个接收天线之间,第p条路径上的分数多普勒频移kp,r,t,F产生的虚拟路径;IN(‑[q‑kp,r,t,I]N)为N阶单位阵IN以‑[q‑kp,r,t,I]N进行循环移位后得到的矩阵,q表示虚拟路径的索引,kp,r,t,I表示第t个发射天线到第r个接收天线之间第p条路径的多普勒抽头索引kp,r,t中的整数索引,[·]N表示模N运算; 表示为克罗内克积运算, 为对角矩阵;IM(lp,r,t)为M阶单位阵IM以lp,r,t进行循环移位后得到的矩阵,lp,r,t表示第t个发射天线到第r个接收天线之间第p条路径的时延抽头索引;hp,r,t表示第t个发射天线到第r个接收天线之间第p条路径的信道衰落系数;kp,r,t,F表示第t个发射天线到第r个接收天线之间第p条路径的多普勒抽头索引kp,r,t中的分数索引; 为块矩阵Δ以‑[q‑kp,r,t,I]N进行循环移位得到的矩阵;M为时延域维度,N为多普勒域维度。

2.根据权利要求1所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,对角矩阵Λ第l行第l列的对角元素为:其中,l表示分数多普勒情况下时延多普勒信道的时延变量。

3.根据权利要求1所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,块矩阵Δ为一个对角矩阵,其第n行、第n列的对角元素表示为Δn=ΨIM(lp,r,t),Ψ为一个对角矩阵,其第m行第m列的对角元素表示为:其中,IM(lp,r,t)为M阶单位阵IM以lp,r,t进行循环移位后得到的矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,利用LDAMP算法进行分数多普勒信道估计的迭代过程表示为:其中, 表示LDAMP算法的第l层神经网络输出的分数多普勒情况下的时延多普

勒信道估计值; 表示噪声水平范围为 的去噪器; 表示为MIMO‑OTFS系统包含IDI l+1多普勒间干扰的发射信号矩阵;(z ) 表示为LDAMP算法的第l层神经网络输出的分数多普勒情况下的残差矢量; 表示为MIMO‑OTFS系统包含多普勒间干扰的接收信号矢量;

表示为分数多普勒情况下的

T

Onsager校正项; 表示对去噪器进行散度运算;(·) 表示转置操作。

5.根据权利要求4所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,对训练好的去噪器,利用独立同分布的随机矢量得到散度 近似值,表示为:其中, 表示加噪后的分数多普勒信道矢量,表示为 表示为实

际通信场景下的分数多普勒信道真实值, 表示为传输过程中叠加的等效噪声;Eb{·}表示基于随机矢量b的期望运算;∈为一个极小值; 表示随机矢量b符合标准正太分布,I表示单位矩阵。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,去噪器的获取过程包括:设置受到噪声影响的噪声水平范围,并将噪声水平范围划分为多个小范围;

针对每个小范围,生成对应该噪声范围的分数多普勒情况下的接收信号和分数多普勒情况下的时延多普勒信道,作为训练数据集;

构建DnCNN网络,利用训练数据对该网络进行训练,得到每个噪声水平范围对应的去噪器。

7.根据权利要求5所述的一种基于分数多普勒频移的多输入多输出正交时频空间调制系统信道估计方法,其特征在于,LDAMP算法网络的第一层在进行迭代的过程中,从各个小范围的去噪器中随机选择一个去噪器,在后续层的迭代过程中,根据前一层输入和输出的噪声标准差估计值对应的噪声水平范围选择对应的去噪器。