1.一种OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:在正交时频空调制系统OTFS系统中,数据符号映射到了时延‑多普勒DD域中,在DD域的数据符号中,插入导频结构,利用OTFS系统模型,得到DD域下的接收信号;
S2:根据得到的接收信号,在接收端进行迭代干扰消除技术,在完成数据检测的同时完成对信道的估计;
对于给定信道最大时延抽头参数lmax和最大多普勒抽头参数kmax,嵌入式导频方案采用下式描述导频的特征参数:其中0表示放置的保护间隔,下标p表示导频,下标d表示数据,xp表示导频符号,xd表示数据符号,kp和lp分别表示导频放置的位置;
取消保护间隔的限制,如下所示:
在接收端,根据迭代干扰消除技术提出信道估计算法,包括:预估计,用于对信道时延和多普勒参数估计;
迭代部分,用于对信道衰减系数的估计,包括干扰消除,数据检测和更新估计;
首先,干扰消除使用估计的信道衰减,消除接收信号中导频信号;然后将信号送入数据检测器得到发送数据;最后根据发送数据和导频信号更新估计。
2.根据权利要求1所述的OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:DD域资源被划分为M×N的网格,其中时延维度有M行数据,多普勒维度有N列数据,并将长度为M×N的数据符号序列映射其中,以此形成DD域发送信号x[k,l];发送信号通过辛傅里叶逆变换ISFFT,将DD域信号变换到TF域,如下式所示:其中,0≤n≤N‑1,0≤m≤M‑1;
多载波调制器使用发射波形gtx(t),将TF域内的信号X[n,m]转换为连续时间波形s(t),如下式所示:其中,Δf是子载波间隔,T是信号持续时间。
3.根据权利要求1所述的OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:s(t)在通过多径时变信道进行传输后,接收信号由下式给出:j2πv(t‑τ)
r(t)=∫∫h(τ,v)s(t‑τ)e dτdv+w(t)其中,w(t)为加性高斯白噪声,h(τ,v)是DD域信道响应;
在接收端,TF域接收符号Y[n,m]是通过对r(t)执行传统的多载波解调来获得;最后,通过辛有限傅立叶变换SFFT将TF域符号Y[n,m]变换到DD域,如下式所示:其中,0≤n≤N‑1,0≤m≤M‑1。
4.根据权利要求1所述的OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:信道h(τ,v)的稀疏表示为:其中,P是传播路径的数量,hi,τi和vi分别表示与第i条路径相关的路径增益、延迟和多普勒频移,δ(·)表示冲激函数,hi,τi,vi和δ(·)为信道估计的主要目标;将第i条路径的时延和多普勒参数映射到DD域网格内,它们的映射关系如下式所示:其中,lτi和kvi分别表示第i条路径的时延抽头和多普勒抽头,满足TΔf=1的约束条件。
5.根据权利要求1所述的OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:考虑一个具体的DD域发送信号x[k,l]和接收信号y[k,l],假设发送波形是理想的,即满足双正交性,则在DD域内的输入输出关系为:2
其中,(.)x表示除数x的模运算,heff是DD域等效信道,w(k,l)为均值为0,方差为σ的高斯白噪声,利用信道的稀疏表示,将输入输出关系进一步写成:
6.根据权利要求1所述的OTFS系统无保护带嵌入式导频辅助的信道估计方法,其特征在于:根据导频结构并结合OTFS系统在DD域输入输出关系式,在接收端红色区域得到下式:y[k,l]=Pk,l+Ik,l+w[k,l]
其中接收信号由导频响应Pk,l,数据干扰Ik,l和高斯噪声w[k,l]三部分混叠组成,其中导频响应Pk,l,数据干扰Ik,l如下式所示:Pk,l=xp[kp,lp]heff[(k‑kp)N,(l‑lp)M]其中,xp表示导频符号,xd表示数据符号,kp和lp分别表示导频放置的位置,kv和lτ分别表示数据的位置;导频响应只会离散的出现在受影响的区域中,受影响的网格个数跟信道稀疏度P有关。