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隨著我國高速鐵路的不斷發(fā)展，應用在高速環(huán)境下的移動通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點。從系統(tǒng)設計的角度來看，信道估計可以看作一個系統(tǒng)狀態(tài) 估計問題，信道響應是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時域變化的信道看作是一個非線 性的動態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計。迭代檢測譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設計的接收 機結(jié)構(gòu)。在迭代接收機中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗對數(shù)似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調(diào)。針對高速移動通信下快速時變信道估計的問題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計，時域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯(lián)合估計信道頻域響應及信道的時域相關系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(CFR)。同時為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進行迭代信道估計。EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過后驗對數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣利用了 Turbo譯碼器的檢錯糾 錯能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實際發(fā)送的符號，則EKF能夠在更多的時頻域位置上提供MMSE估計值。

隨著我國高速鐵路的不斷發(fā)展，應用在高速環(huán)境下的移動通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點。從系統(tǒng)設計的角度來看，信道估計可以看作一個系統(tǒng)狀態(tài) 估計問題，信道響應是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時域變化的信道看作是一個非線 性的動態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴展卡爾曼濾波器(EKF)對其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計。迭代檢測譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設計的接收 機結(jié)構(gòu)。在迭代接收機中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗對數(shù)似然比(也 稱作“外信息”)完成多次迭代的信道均衡和解調(diào)。 針對高速移動通信下快速時變信道估計的問題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過程對信道建模，在導頻 符號處采用最小二乘法(LS)估計，時域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過聯(lián)合估計信道頻域響應及信道的時域相關系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(CFR)。同時為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯能力，通過外信息更新EKF觀測方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進行迭代信道估計。 EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對應三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過后驗對數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣利用了 Turbo譯碼器的檢錯糾 錯能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實際發(fā)送的符號，則EKF能夠在更多的時頻域位置上提供MMSE估計值。 相對于傳統(tǒng)的信道估計方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估計方法在高速 環(huán)境下具有8dB的信噪比增益。而在BER方面，IDD-EKF在低速環(huán)境下相對于傳 統(tǒng)算法信噪比增益為5dB,而高速環(huán)境下，其信噪比增益達到了將近lOdBo通 過仿真分析證明了這一設計的有效性。 該成果可以進一步推廣到5G通信終端接收機以及拓展應用到飛行器之間 的高速通信中，提高通信性能。

根據(jù)航空信道只有兩條徑以及線性變化的特性，首先找出這兩條徑的位置，然后再把這兩條徑以外的其它徑置零。這不僅降低了噪聲對信道估計的影響，提高了估計的準確性，而且還減少了為估計大量信道參數(shù)的導頻數(shù)量。

本發(fā)明屬于通信領域，尤其涉及超高速移動、較大多普勒頻移和多徑時延的快時變信道的基于正交頻分復用的變換域通信系統(tǒng)系統(tǒng)（OFDM-TDCS）的軟解調(diào)接收方案。

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領域，具體的說是一種大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的超精細信道估計方法。本發(fā)明主要利用壓縮感知原理和牛頓優(yōu)化方法，在變分貝葉斯推斷的基礎上提出一種改進的信道估計算法，以實現(xiàn)信道的超精細估計。

本發(fā)明通過對數(shù)據(jù)符號處的信道頻域響應進行初始化，并對發(fā)送數(shù)據(jù)估計值進行星座點判決，提出了一種基于判決反饋的信道估計方法，該方法與現(xiàn)有方法相比，有效解決了傳統(tǒng)最小二乘估計法估計準確性較低的問題,將信道估計與星座點判決結(jié)合，改善了信道估計的性能。

本發(fā)明針對現(xiàn)有正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)同步方案在強干擾復雜多徑環(huán)境中不再適用的問題，設計了一種復雜多徑信道下的OFDM抗干擾同步方法，具體步驟包括生成序列C(k),c(k)和[x(k),x(k)]；求取滑動相關值；進行定時同步；進行頻偏估計。相比現(xiàn)有同步方法，該方案能夠提高復雜多徑環(huán)境中OFDM符號定時和頻率估計的準確度，并且提高系統(tǒng)的抗干擾性能。

“基于信道/接口優(yōu)選技術(shù)的水雨情視頻遙測終端系統(tǒng)” 突破了氣候變化與自然災害監(jiān)測領域中的信息技術(shù)和遙測技術(shù)難題，包括多信道切換，接口切換以及低功耗等技術(shù)瓶頸，其中多信道感知優(yōu)選技術(shù)、接口優(yōu)選技術(shù)和水雨情及視頻融合技術(shù)達到國際先進水平。本成果在四川省廣漢市、什邡市、綿竹市、德陽市旌陽區(qū)、云南省紅河縣和祿勸縣山等多個地區(qū)的應用單位產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益。在地理信息系統(tǒng)和自然災害監(jiān)測等領域的應用發(fā)揮了重要的作用。 ？ 提出了水雨情遙測終端系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合技術(shù)，實了遙測終端機同時采集雨量、水位、風速、風向、沉降、位移、次聲等環(huán)境參數(shù)和視頻圖像的功能，降低了遙測站的設備成本及運維費用； ？ 提出了基于業(yè)務感知的多信道優(yōu)選技術(shù)，降低了數(shù)據(jù)傳輸時延，提高了系統(tǒng)的可靠性； ？ 提出了基于按需自適應的水雨情視頻遙測終端系統(tǒng)接口優(yōu)選技術(shù)，降低了系統(tǒng)的功耗； ？ “基于信道/接口優(yōu)選技術(shù)的水雨情視頻遙測終端系統(tǒng)”不僅使用在“山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)項目”與“中小河流水文監(jiān)測項目”之中，還能夠廣泛使用于：“水電站防汛預警及其水庫安全優(yōu)化運行調(diào)度項目”、“水利罐區(qū)閘群樞紐防汛預警及其安全優(yōu)化運行調(diào)度項目”、“江河水庫（湖泊）的水質(zhì)監(jiān)測項目”、“社會用水戶的取水量監(jiān)測項目”、“水庫大壩及渠堤的變形監(jiān)測項目”、“河堤船閘的變形監(jiān)測項目”、“滑坡泥石流監(jiān)測項目”、“高速公路的邊坡橋隧的安全穩(wěn)定監(jiān)測項目”、“鐵路的邊坡橋隧的安全穩(wěn)定監(jiān)測項目”等業(yè)務領域。 ？ 所以，持續(xù)進行“遙測終端機”的“技術(shù)升級更新”研究開發(fā)，針對不同的專業(yè)應用不斷推出更新的“遙測終端機”，具有廣闊的市場應用前景。

本成果在四川省廣漢市、什邡市、綿竹市、德陽市旌陽區(qū)、云南省紅河縣和祿勸縣山等多個地區(qū)的應用單位產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益。在地理信息系統(tǒng)和自然災害監(jiān)測等領域的應用發(fā)揮了重要的作用。