专利名称：通道参数估测方法
技术领域：
本揭露是关于基于压缩性感测(compressive sensing)的稀疏随机数(sparserandom)领航信号(pilot signal)设计的通道参数估测方法。
背景技术：
目前移动数据传输量(mobiledata traffic)大幅度呈现指数趋势成长。超级无线区域网络(Super WiFi)为此种移动数据传输技术中值得注意的其中一种技术。推动Super WiFi技术的通信标准团体预期将无线区域网络相容技术(WiFi)的传输功率提高至1000毫瓦(mill iwatt,mW),并预期可使用此Super WiFi技术在室外空间达成2公里的无线数据连线。原本室内的传输通道为延迟分布(delay spread)较小并且为平坦频率通道(frequency flat channel),因此仅须相对较小数目的领航信号来进行通道参数估测。假若将WiFi技术改变在室外使用时，室外的传输通道为延迟分布较大并且为频率选择性通道(frequency selective channel),因此相对地须大幅度提高领航信号(pilot signals)的密度。然而，增加领航信号的数量会直接降低频谱效率(spectrum efficiency) 另一种受注意的移动数据传输技术为水底下利用声波通道(underwateracoustic channel)进行的数据传输技术。由于声波在水中行进的特性与无线电磁信号(包括微波信号)在空气中传输特性不相同，因此水底声波传输具有不同于微波传输的通道特性。主要通道特性差异来自于声波在水中行进的速度(1500m/s)远比真空中光速(3X 108m/s)慢，因此水底声波传输的通道具有较长延迟分布(long delay spread)与稀疏通道(sparse channel)的特性。举例说明，当水底声波传输由发送端至接收端有两个主要行进路径，而此两个主要行进路径之间仅差距1.5公尺时，即会造成延迟差距达1ms，转换在具有IOkHz频宽的微波传输情况即为10倍取样频率的情况。较长延迟分布与稀疏通道的特性也造成水底声波传输易出现频率选择的信号失真(frequency-selective signaldistortion)。因此， 水底声波传输技术必然需要较高密度的领航信号。再者，假设将目前IEEE 802.1af (使用5MHz频宽)的无线通信技术应用在700MHz (对应至模拟电视频谱停用空出来的白色频宽(TV white space))，以下分别以表I列出在700MHz频谱对应两种通道(DVB-T通道与ITU VA通道)的模拟情况，以及利用表2来列出主要的I EEE 802.1af规范参数及应用在前述两种通道的模拟情况。表I
权利要求
1.一种通道参数估测方法，适用于通信系统，所述通信系统包括发送器与接收器，其特征在于，所述的通道参数估测方法包括: 所述发送器使用多个预设稀疏随机领航信号图案的其中之一，将多个领航信号发送给所述接收器；以及 所述接收器接收所述领航信号，利用压缩性侦测方法对所述多个领航信号进行通道参数估测以获取多重路径通道数目，并根据所述多重路径通道数目与目前领航信号数目，在所述多个预设稀疏随机领航信号图案中为下一周期选择领航信号图案，并传送关于所选择的领航信号图案的反馈信息给所述发送器。
2.如权利要求1所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 所述发送器在接收所述反馈信息后，在下一周期使用所述反馈信息对应的领航信号图案。
3.如权利要求1所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 所述发送器在接收 所述反馈信息后，找出所述反馈信息指示的领航信号图案对应的多个领航信号子载波，并在下一周期将多个领航信号插入所述多个领航信号子载波后传送给所述接收器。
4.如权利要求1所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 所述接收器基于压缩性侦测演算法，利用所述多个领航信号来估测多个通道参数。
5.如权利要求1所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 所述接收器利用压缩性侦测演算法与多重路径干扰消除法，根据所述多个领航信号来估测多个通道参数。
6.如权利要求5所述的通道参数估测方法，其特征在于，根据所述多重路径通道数目与所述目前领航信号数目，在所述多个预设稀疏随机领航信号图案中为所述下一周期选择领航信号图案的步骤包括: 所述接收器比较所述多重路径通道数目与所述目前领航信号数目，并产生第一比较结果; 所述接收器比较所述多重路径通道数目与上一周期的领航信号数目，并产生第二比较结果; 根据所述第一比较结果与所述第二比较结果，对应地调整领航信号数目；以及根据所述领航信号数目，在所述多个预设稀疏随机领航信号图案中为所述下一周期选择领航信号图案。
7.如权利要求5所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 所述接收器还根据所述领航信号获取多重路径通道与延迟-都卜勒域的通道响应。
8.如权利要求3所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 当所述发送器发现所述多个领航信号目前使用的多个子载波的其中之一为快速傅立叶转换修剪情况时，所述发送器选择摆放领航信号在被修剪的子载波相邻的另一子载波。
9.如权利要求3所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 当所述接收器发现所述多个领航信号目前使用的多个子载波的其中之一被干扰时，所述接收器选择在被干扰的子载波相邻的另一子载波上接收领航信号。
10.如权利要求5所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括:所述接收器在执行所述压缩性侦测演算法之前，先执行所述多重路径干扰消除法。
11.如权利要求5所述的通道参数估测方法，其特征在于，利用所述压缩性侦测演算法与所述多重路径干扰消除法，根据所述多个领航信号来估测所述多个通道参数的步骤包括: 在所述压缩性侦测演算法之前，先执行所述多重路径干扰消除法。
12.如权利要求5所述的通道参数估测方法，其特征在于，利用所述压缩性侦测演算法与所述多重路径干扰消除法，根据所述多个领航信号来估测所述多个通道参数的步骤包括: 在估测所述多个通道参数的第一次迭代运算中，不执行所述多重路径干扰消除法，但利用所述压缩性侦测演算法由所述多个领航信号获取所述第一次迭代运算的多个多重路径通道；以及 在估测所述多个通道参数的第二次迭代运算中，利用所述多重路径干扰消除法消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述多个领航信号的影响。
13.如权利要求12所述的通道参数估测方法，其特征在于，利用所述压缩性侦测演算法与所述多重路径干扰消除法，根据所述多个领航信号来估测所述多个通道参数的步骤还包括:` 在消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述多个领航信号的影响之后，再次利用所述压缩性侦测演算法由所述多个领航信号获取剩余的多重路径通道。
14.如权利要求7所述的通道参数估测方法，其特征在于，在获取所述延迟-都卜勒域的通道响应的步骤之后，所述的通道参数估测方法还包括: 所述接收器利用二维快速傅立叶转换，将所述延迟-都卜勒域的通道响应转换为时域-频域通道响应。
15.一种通道参数估测方法，适用于接收器，其特征在于，所述的通道参数估测方法包括: 接收呈现稀疏随机领航信号图案摆放方式的多个领航信号； 利用压缩性侦测方法对所述多个领航信号进行通道参数估测以获取多重路径通道数目；以及 根据所述多重路径通道数目与所述多个领航信号，获取延迟-都卜勒域的通道响应。
16.如权利要求15所述的通道参数估测方法，其特征在于，在对所述多个领航信号进行所述通道参数估测以获取多重路径通道数目的步骤包括: 在所述压缩性侦测演算法之前，先执行所述多重路径干扰消除法。
17.如权利要求15所述的通道参数估测方法，其特征在于，在对所述多个领航信号进行所述通道参数估测以获取多重路径通道数目的步骤包括: 在估测所述多个估测通道参数的第一次迭代运算中，不执行所述多重路径干扰消除法，但利用所述压缩性侦测演算法由所述多个领航信号获取所述第一次迭代运算的多个多重路径通道；以及 在估测所述多个估测通道参数的第二次迭代运算中，利用所述多重路径干扰消除法消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述多个领航信号的影响。
18.如权利要求17所述的通道参数估测方法，利用所述压缩性侦测演算法与所述多重路径干扰消除法，其特征在于，在对所述多个领航信号进行所述通道参数估测以获取多重路径通道数目的步骤包括: 在消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述多个领航信号的影响之后，再次利用所述压缩性侦测演算法由所述多个领航信号中获取剩余的多重路径通道。
19.如权利要求15所述的通道参数估测方法，其特征在于，在获取所述延迟-都卜勒域的通道响应的步骤之后，所述的通道参数估测方法还包括: 利用二维快速傅立叶转换，将所述延迟-都卜勒域的通道响应转换为时域-频域通道响应。
20.一种通道参数估测方法，适用于发送器，其特征在于，所述的通道参数估测方法包 括: 使用多个预设稀疏随机领航信号图案的其中之一，将多个领航信号发送给接收器； 由所述接收器所接收指示所述接收器选择的领航信号图案的反馈信息；以及根据所述反馈信息，找出所述反馈信息指示的领航信号图案对应的多个领航信号子载波，并在下一周期将多个领航信号插入所述领航信号子载波后传送给所述接收器。
21.如权利要求20所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 当所述发送器发现所述领航信号目前使用的多个子载波的其中之一为快速傅立叶转换修剪情况时，所述发送器选择摆放多个领航信号在被修剪的子载波相邻的另一子载波。
22.如权利要求20所述的通道参数估测方法，其特征在于，: 所述多个预设稀疏随机领航信号图案分别具有不同的领航信号数目。
23.—种通道参数估测方法，适用于接收器，其特征在于，所述的通道参数估测方法包括: 由发送器接收稀疏随机领航信号图案的摆放方式的多个领航信号； 利用压缩性侦测方法对所述多个领航信号进行通道参数估测以获取多重路径通道数目； 根据所述多重路径通道数目与目前领航信号数目，在多个预设稀疏随机领航信号图案中为下一周期选择领航信号图案；以及 传送所选择的领航信号图案的反馈信息给所述发送器。
24.如权利要求23所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 根据所述多重路径通道数目与所述多个领航信号，获取延迟-都卜勒域的通道响应。
25.如权利要求23所述的通道参数估测方法，其特征在于，对所述多个领航信号进行所述通道参数估测以获取所述多重路径通道数目的步骤包括: 比较所述多重路径通道数目与所述目前领航信号数目，并产生第一比较结果； 比较所述多重路径通道数目与上一周期的领航信号数目，并产生第二比较结果；根据所述第一比较结果与所述第二比较结果，对应地调整领航信号数目；以及根据所述领航信号数目，在所述多个预设稀疏随机领航信号图案中为所述下一周期选择领航信号图案。
26.如权利要求23所述的通道参数估测方法，其特征在于，还包括: 当发现所述多个领航信号目前使用的多个子载波的其中之一被干扰时，所述接收器选择在被干扰的子载波相邻的另一子载波上接收领航信号。
27.如权利要求23所述的通道参数估测方法，其特征在于，根据所述多个领航信号来估测所述多个通道参数的步骤包括: 在所述压缩性侦测演算法之前，先执行所述多重路径干扰消除法。
28.如权利要求27所述的通道参数估测方法，其特征在于，根据所述多个领航信号来估测所述多个通道参数的步骤还包括: 在估测所述多个通道参数的第一次迭代运算中，不执行所述多重路径干扰消除法，但利用所述压缩性侦测演算法由所述多个领航信号获取所述第一次迭代运算的多个多重路径通道；以及 在估测所述多个通道参数的第二次迭代运算中，利用所述多重路径干扰消除法消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述多个领航信号的影响。
29.如权利要求28所述的通道参数估测方法，其特征在于，根据所述领航信号来估测所述多个通道参数的步骤还包括: 在消除所述第一次迭代运算的多个多重路径通道对所述领航信号的影响之后，再次利用所述压缩性侦测演算法由所述领航信号中获取剩余的多重路径通道。
30.如权利要求24所述的通道参数估测方法，其特征在于，在获取所述延迟-都卜勒域的通道响应的步骤之后，所述的通道参数估测方法还包括: 利用二维快速傅立叶转换，将所述延迟-都卜勒域的通道响应转换为时域-频域通道响应。
31.如权利要求22所述的通道参数估测方法，其特征在于: 所述多个预设稀疏随机领航信号图案分别具有不同的领航信号数目。
全文摘要
本揭露提供一种通道参数估测方法。所述的方法适用于无线通信系统，所述无线通信系统包括发送器与接收器，且包括下列步骤。发送器使用多个预设稀疏随机领航信号图案的其中之一，将多个领航信号发送给接收器。此接收器接收所述多个领航信号，利用压缩性侦测方法对所述多个领航信号进行通道参数估测以获取多重路径通道数目，并根据所述多重路径通道数目与目前领航信号数目，为在所述多个预设稀疏随机领航信号图案中为下一周期选择领航信号图案。另外，此接收器传送关于所选择的领航信号图案的反馈信息给所述发送器。
文档编号H04L25/02GK103139112SQ20111046118
公开日2013年6月5日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年11月23日
发明者黄朝旺, 孔祥重, 丁邦安 申请人:财团法人工业技术研究院