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隨著我國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，應(yīng)用在高速環(huán)境下的移動(dòng)通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點(diǎn)。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，信道估計(jì)可以看作一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài) 估計(jì)問(wèn)題，信道響應(yīng)是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時(shí)域變化的信道看作是一個(gè)非線 性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)對(duì)其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計(jì)。迭代檢測(cè)譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設(shè)計(jì)的接收 機(jī)結(jié)構(gòu)。在迭代接收機(jī)中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測(cè)器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測(cè)器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗(yàn)對(duì)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(duì)高速移動(dòng)通信下快速時(shí)變信道估計(jì)的問(wèn)題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計(jì)方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過(guò)程對(duì)信道建模，在導(dǎo)頻 符號(hào)處采用最小二乘法(LS)估計(jì)，時(shí)域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過(guò)聯(lián)合估計(jì)信道頻域響應(yīng)及信道的時(shí)域相關(guān)系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(yīng)(CFR)。同時(shí)為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機(jī)結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯(cuò)能力，通過(guò)外信息更新EKF觀測(cè)方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進(jìn)行迭代信道估計(jì)。EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對(duì)應(yīng)三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過(guò)后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣?yán)昧?Turbo譯碼器的檢錯(cuò)糾 錯(cuò)能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實(shí)際發(fā)送的符號(hào)，則EKF能夠在更多的時(shí)頻域位置上提供MMSE估計(jì)值。

隨著我國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，應(yīng)用在高速環(huán)境下的移動(dòng)通信系統(tǒng)日 漸成為研究的熱點(diǎn)。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，信道估計(jì)可以看作一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài) 估計(jì)問(wèn)題，信道響應(yīng)是系統(tǒng)中的狀態(tài)變量。若將時(shí)域變化的信道看作是一個(gè)非線 性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，便可以利用擴(kuò)展卡爾曼濾波器(EKF)對(duì)其狀態(tài)變量求最小均方誤 差(MMSE)估計(jì)。迭代檢測(cè)譯碼(IDD)結(jié)構(gòu)是一種基于Turbo譯碼原理設(shè)計(jì)的接收 機(jī)結(jié)構(gòu)。在迭代接收機(jī)中，軟入軟出(SISO)的Turbo譯碼器與數(shù)據(jù)檢測(cè)器之間 有一條反饋通道，使得數(shù)據(jù)檢測(cè)器能夠利用軟譯碼器輸出的后驗(yàn)對(duì)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(duì)高速移動(dòng)通信下快速時(shí)變信道估計(jì)的問(wèn)題，我們提出一種基于EKF的 聯(lián)合IDD信道估計(jì)方法(IDD-EKF) o采用自回歸(AR)過(guò)程對(duì)信道建模，在導(dǎo)頻 符號(hào)處采用最小二乘法(LS)估計(jì)，時(shí)域采用EKF插值，頻域采用離散傅里葉變 換(DFT)插值。通過(guò)聯(lián)合估計(jì)信道頻域響應(yīng)及信道的時(shí)域相關(guān)系數(shù)的方法追蹤信 道的信道頻率響應(yīng)(CFR)。同時(shí)為了消除EKF誤差傳播的影響，采用迭代接收機(jī)結(jié) 構(gòu)，利用Turbo譯碼器的碼元糾錯(cuò)能力，通過(guò)外信息更新EKF觀測(cè)方程中的加權(quán)矩 陣，從而輔助EKF更新，并進(jìn)行迭代信道估計(jì)。 EKF工作在三種不同的模式下，三種模式分別對(duì)應(yīng)三種不同的構(gòu)造加權(quán)矩 陣的方法。通過(guò)后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比構(gòu)造的加權(quán)矩陣?yán)昧?nbsp;Turbo譯碼器的檢錯(cuò)糾 錯(cuò)能力，使得構(gòu)造的加權(quán)矩陣更加接近實(shí)際發(fā)送的符號(hào)，則EKF能夠在更多的時(shí)頻域位置上提供MMSE估計(jì)值。 相對(duì)于傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法，在NMSE方面，IDD-EKF的信道估計(jì)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(duì)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(dá)到了將近lOdBo通 過(guò)仿真分析證明了這一設(shè)計(jì)的有效性。 該成果可以進(jìn)一步推廣到5G通信終端接收機(jī)以及拓展應(yīng)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(duì)信道估計(jì)的影響，提高了估計(jì)的準(zhǔn)確性，而且還減少了為估計(jì)大量信道參數(shù)的導(dǎo)頻數(shù)量。

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及超高速移動(dòng)、較大多普勒頻移和多徑時(shí)延的快時(shí)變信道的基于正交頻分復(fù)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(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的超精細(xì)信道估計(jì)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(chǔ)上提出一種改進(jìn)的信道估計(jì)算法，以實(shí)現(xiàn)信道的超精細(xì)估計(jì)。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)處的信道頻域響應(yīng)進(jìn)行初始化，并對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)估計(jì)值進(jìn)行星座點(diǎn)判決，提出了一種基于判決反饋的信道估計(jì)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(jì)法估計(jì)準(zhǔn)確性較低的問(wèn)題,將信道估計(jì)與星座點(diǎn)判決結(jié)合，改善了信道估計(jì)的性能。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)同步方案在強(qiáng)干擾復(fù)雜多徑環(huán)境中不再適用的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種復(fù)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(dòng)相關(guān)值；進(jìn)行定時(shí)同步；進(jìn)行頻偏估計(jì)。相比現(xiàn)有同步方法，該方案能夠提高復(fù)雜多徑環(huán)境中OFDM符號(hào)定時(shí)和頻率估計(jì)的準(zhǔn)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(cè)終端系統(tǒng)” 突破了氣候變化與自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的信息技術(shù)和遙測(cè)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(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。本成果在四川省廣漢市、什邡市、綿竹市、德陽(yáng)市旌陽(yáng)區(qū)、云南省紅河縣和祿勸縣山等多個(gè)地區(qū)的應(yīng)用單位產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在地理信息系統(tǒng)和自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用。 ？ 提出了水雨情遙測(cè)終端系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合技術(shù)，實(shí)了遙測(cè)終端機(jī)同時(shí)采集雨量、水位、風(fēng)速、風(fēng)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(cè)站的設(shè)備成本及運(yùn)維費(fèi)用； ？ 提出了基于業(yè)務(wù)感知的多信道優(yōu)選技術(shù)，降低了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，提高了系統(tǒng)的可靠性； ？ 提出了基于按需自適應(yīng)的水雨情視頻遙測(cè)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(cè)終端系統(tǒng)”不僅使用在“山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目”與“中小河流水文監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”之中，還能夠廣泛使用于：“水電站防汛預(yù)警及其水庫(kù)安全優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度項(xiàng)目”、“水利罐區(qū)閘群樞紐防汛預(yù)警及其安全優(yōu)化運(yùn)行調(diào)度項(xiàng)目”、“江河水庫(kù)（湖泊）的水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“社會(huì)用水戶的取水量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“水庫(kù)大壩及渠堤的變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“河堤船閘的變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“滑坡泥石流監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“高速公路的邊坡橋隧的安全穩(wěn)定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“鐵路的邊坡橋隧的安全穩(wěn)定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。 ？ 所以，持續(xù)進(jìn)行“遙測(cè)終端機(jī)”的“技術(shù)升級(jí)更新”研究開(kāi)發(fā)，針對(duì)不同的專業(yè)應(yīng)用不斷推出更新的“遙測(cè)終端機(jī)”，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

本成果在四川省廣漢市、什邡市、綿竹市、德陽(yáng)市旌陽(yáng)區(qū)、云南省紅河縣和祿勸縣山等多個(gè)地區(qū)的應(yīng)用單位產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在地理信息系統(tǒng)和自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用。