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申请/专利权人：中国兵器工业计算机应用技术研究所

摘要：本发明涉及一种改进的快速压缩感知算法的OTFS系统信道估计方法，属无线通信信道估计领域，解决了DD域信道估计精度低效率低压缩感知实现复杂问题。包括发送端获取输入比特流进行预处理及星座映射调制后，得到发送端DD域信号，发送端DD域信号及导频输入OTFS调制系统调制输出发送信号st；st经过快速时变信道处理获得接收信号rt至OTFS解调系统输出接收端DD域信号，利用改进FSAMP算法进行信道估计得到接收端DD域信道估计向量；计算接收端DD域信道估计向量与DD域信道向量的归一化均方误差，均方误差值趋近于0时获得信道估计结果；基于该估计结果对接收端DD域信号进行符号检测得到检测结果，检测结果经星座解调和后处理还原输入比特流输出。实现高精度信道估计。

主权项：1.一种改进的快速压缩感知算法的OTFS系统信道估计方法，其特征在于，包括如下步骤：发送端获取输入比特流进行预处理及星座映射调制后，得到发送端DD域信号，所述发送端DD域信号及导频输入OTFS调制系统进行调制输出发送信号st；对输入比特流进行预处理包括信道编码和交织；其中，所述信道编码用于解决输入比特流在信道中传输时引入的误码问题，检测和校正单个差错和不太长的差错串；所述交织用于对信道编码进行纠错过程的补充，解决成串的比特流差错问题；接收端接收所述发送信号st经过快速时变信道处理获得接收信号rt至OTFS解调系统解调输出接收端DD域信号，利用改进FSAMP算法进行信道估计得到接收端DD域信道估计向量；计算所述接收端DD域信道估计向量与所述接收端DD域信道向量的归一化均方误差，当所述归一化均方误差趋近于0时获得接收端DD域信道估计结果；基于所述接收端DD域信道估计结果对接收端DD域信号进行符号检测得到检测结果，所述检测结果经过星座解调和后处理后还原所述输入比特流进行输出；所述符号检测基于DD域信道估计结果，接收端进行最大似然符号检测，根据接收到的信号在DD域上的表示，推断发送端输入比特流；所述星座解调用于将符号检测得到的结果通常是DD域上的表示映射回星座图，使用最近邻匹配将DD域表示的符号转换为星座点；所述后处理用于对解调得到的星座点进行后处理，包括误码纠正、抗干扰处理、码字重组；对所述接收端DD域信号进行向量化作为观测向量Y，所述导频作为导频传感矩阵X，H为接收端DD域信道向量，三者关系如下：Y＝XH+W其中，W为信道噪声矢量；所述导频传感矩阵X，如下： 导频传感矩阵X包括M×M个块循环矩阵Am组成，Am∈CN×N，m＝0，1，...，M-1，C为复数集； 其中，块循环矩阵Am由发送端导频构成，为N×N的复数矩阵，矩阵元素为发送端DD域信号；所述利用改进FSAMP算法进行信道估计得到接收端DD域信道估计向量包括：输入为导频传感矩阵X、接收信号观测向量Y和步长s，其中，s＝Mlog2N；步骤1：初始化FSAMP算法中的参数，所选原子数L；St＝arctans×MN4π，En＝s，Ds＝MN4，所选原子数其中，MN为OTFS帧长；步骤2：基于广义Dice系数匹配准则计算当前残差与导频传感矩阵的广义Dice系数内积，并从内积中找到与L个内积最大值对应的索引值；步骤3：将得到的所述索引值添加到原子索引集中，并将所述索引值对应原子加入到原子集合中，得到当前迭代轮次的原子集合；步骤4：通过最小二乘法求解观测方程得到接收信号观测向量，并基于接收观测向量得到当前接收端DD域信道估计向量；步骤5：基于所述接收信号观测向量以及当前接收端DD域信道估计向量更新当前残差，更新当前残差步骤6：如果当前残差的二范数小于预设阈值，则停止迭代进行步骤8，否则进行步骤7；其中，ε预设为10-3；其中，ε为预设阈值；步骤7：如果当前残差二范数小于等于上一次迭代残差二范数并且所选原子数小于OTFS帧长，更新所选原子数，返回步骤2；如果当前残差二范数大于上一次迭代残差二范数并且所选原子数小于OTFS帧长，则更新所选原子数，返回步骤2；否则停止迭代进行步骤8；步骤8：输出接收端DD域信道估计向量基于广义Dice系数匹配准则计算当前残差与导频传感矩阵X的广义Dice系数内积ut＝|DiceX,rt-1包括：导频传感矩阵X，当前残差为rt-1，DiceX,rt-1计算如下： 其中，x＝x1,x2,…,xMN为向量，x1,x2,…,xMN由A0,A1,......,AM-2,AM-1循环移位构成，为导频传感矩阵X的列向量。

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