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专利号: 2025105787384
申请人: 杭州电子科技大学
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:

1.一种深空信道估计方法,其特征在于,所述方法包括:构建深空通信系统模型;

对所述深空通信系统模型传输的导频信号进行初始信道估计,得到含噪信道响应;

构建Savitzky‑Golay滤波器,并基于Savitzky‑Golay滤波器确定含噪信道响应的均方误差表达式;

通过Stein无偏估计理论SURE等效含噪信道响应均方误差,得到SURE等效公式;

遍历所述Savitzky‑Golay滤波器的窗口尺寸参数和多项式阶数的参数组合,选取使SURE等效公式最小化的目标参数组合;

通过采用所述目标参数组合的Savitzky‑Golay滤波器对含噪信道响应去噪,输出最终信道估计结果;

所述深空通信系统模型包括深空时变信道,对所述深空时变信道进行建模,包括:基于太阳闪烁效应,建立所述深空通信系统模型中深空时变信道的莱斯模型,所述莱斯模型包含直射径分量与高斯谱建模的散射径分量,具体公式为:;

其中,C为深空时变信道,CLOS和CNLOS分别表示直射径分量和散射径分量,K为莱斯因子,莱斯因子与太阳闪烁效应的闪烁指数m的关系为 ;

对导频信号进行初始信道估计包括:

利用最小二乘法LS对导频信号进行初始信道估计;

所述通过Stein无偏估计理论SURE等效含噪信道响应均方误差包括:最小化信道响应的均方误差,公式为:

其中 表示参数为(M,Q)时的Savitzky‑Golay滤波器,M和Q分别表示窗口尺寸参数和多项式阶数的参数,N为信号长度,向量 表示LS估计的含噪信道响应, 表示去噪后的结果, 为信道响应;

通过SURE对最小化信道响应均方误差进行等效,公式为:;

其中, , 为噪声的方差,si表示向量s的第i个元素,f(si)表示向量s的第i个元素的去噪结果,∞表示无穷。

2.根据权利要求1所述的一种深空信道估计方法,其特征在于,所述导频信号表示为:;

其中, 是接收到的导频信号, 表示维度为N×1的复数向量,N为信号的长H度, 表示发射的导频信号并且 ,其中(·) 表示共轭转置,I表示单位矩阵, 表示深空时变信道的信道响应,n表示复高斯噪声, ,表示均值为0,方差为 的复高斯分布;

对接收的导频信号进行初始信道估计,具体公式为:;

其中向量 表示LS估计的含噪信道响应, 为等效噪声,即 。

3.根据权利要求1所述的一种深空信道估计方法,其特征在于,所述Savitzky‑Golay滤波器的拟合公式为:;

其中, 为多项式系数,k为多项式阶数, 为拟合的结果,x为窗口大小。

4.一种深空信道估计装置,其特征在于,所述装置包括:构建模块,用于构建深空通信系统模型;

估计模块,用于接收所述深空通信系统模型传输的导频信号,进行初始信道估计,得到含噪信道响应;

去噪模块,用于构建Savitzky‑Golay滤波器,并基于Savitzky‑Golay滤波器确定含噪信道响应的均方误差表达式;通过Stein无偏估计理论SURE等效含噪信道响应均方误差,得到SURE等效公式;遍历所述Savitzky‑Golay滤波器的窗口尺寸参数和多项式阶数的参数组合,选取使SURE等效公式最小化的目标参数组合;通过采用所述目标参数组合的Savitzky‑Golay滤波器对含噪信道响应去噪,输出最终信道估计结果;

所述深空通信系统模型包括深空时变信道,所述构建模块还用于对所述深空时变信道进行建模,包括:基于太阳闪烁效应,建立所述深空通信系统模型中深空时变信道的莱斯模型,所述莱斯模型包含直射径分量与高斯谱建模的散射径分量,具体公式为:;

其中,C为深空时变信道,CLOS和CNLOS分别表示直射径分量和散射径分量,K为莱斯因子,莱斯因子与太阳闪烁效应的闪烁指数m的关系为 ;

所述估计模块还用于利用最小二乘法LS对导频信号进行初始信道估计;

所述去噪模块还用于最小化信道响应的均方误差,公式为:;

其中 表示参数为(M,Q)时的Savitzky‑Golay滤波器,M和Q分别表示窗口尺寸参数和多项式阶数的参数,N为信号长度,向量 表示LS估计的含噪信道响应, 表示去噪后的结果, 为信道响应;

通过SURE对最小化信道响应均方误差进行等效,公式为:;

其中, , 为噪声的方差,si表示向量s的第i个元素,f(si)表示向量s的第i个元素的去噪结果,∞表示无穷。

5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~3任一项所述的方法。

6.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~3任一项所述的方法。