[發明專利]一種信道估計方法

有效

• 申請號: 200710005528.8
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN101242383A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 侯曉林;張戰;加山英俊
• 申請（專利權）人: 株式會社NTT都科摩
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B7/04;H04B17/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許靜

技術領域

本發明涉及無線移動通信技術領域，具體是涉及一種信道估計方法。

背景技術

正交頻分復用(OFDM)技術具有對抗符號間干擾(ISI)的能力，同時可以提供很高的頻譜效率，因此被視為下一代無線移動通信系統最有可能采用的傳輸技術，已經在數字用戶環路、數字音頻/視頻廣播、無線局域網和無線城域網等諸多領域得到了廣泛應用。

為保證OFDM通信系統在無線移動信道環境中具有良好的性能，必須對時變的多徑衰落信道進行盡可能準確的估計。而信道估計的質量對OFDM系統的性能起著很關鍵的作用。

目前具有實用價值的信道估計方法都要借助于已知的導頻信息。根據處理流程的不同，可以將基于導頻的信道估計分為頻域信道估計和時域信道估計。一般來說，時域信道估計能以適中的復雜度獲得較高的信道估計精度，因此是一種很有效的信道估計方法。時域信道估計由于需要借助于離散傅立葉變換和逆離散傅立葉變換(DFT/IDFT)，從而也被稱為基于DFT的信道估計方法。

基于DFT的信道估計方法的具體處理流程如圖1所示，對應以下步驟：

步驟101、為所有的導頻執行最小二乘(LS)信道估計；

步驟102、對導頻位置的信道頻域響應估計結果進行逆快速傅立葉變換(IFFT)，從而得到時域信道沖激響應估計；

步驟103、對時域信道沖激響應估計進行截短后補零；

步驟104、對處理后的時域信道沖激響應估計進行快速傅立葉變換(FFT)，即可獲得完整的信道頻域響應估計(CFR)。

在所有導頻信息均可獲得的情況下，基于DFT的信道估計方法能夠得到較好的信道估計結果。

然而，基于DFT的信道估計方法需要使用跨越全頻域范圍的等間隔梳狀導頻，或者是可以視為梳狀導頻的特例的塊狀導頻。另一方面，對于工程實際中的OFDM通信系統而言，不能用于數據和導頻傳輸的虛載波是不可或缺的，虛載波中的低頻虛載波用于消除信號的直流成分，高頻虛載波則提供了減少信號帶外泄露的保護間隔。與沒有虛載波的理想情況相比，在實際系統中必然會有部分基于DFT的信道估計方法所需要的導頻落入虛載波的范圍內，因此，直接使用傳統的基于DFT的信道估計方法會大大增加信道估計的誤差，尤其在虛載波附近的子載波位置上，其信道估計誤差更為明顯。為簡化后續的描述，將上述這種落入虛載波范圍內、且在理想情況下存在的導頻稱為虛導頻。

為減小基于DFT的信道估計方法在實際OFDM通信系統中的性能下降，目前有兩種解決方案。

第一種方案是先借助外插或預測來重構虛載波位置處的信道頻域響應估計，之后再使用圖1所示的信道估計方法。但該方案所獲得的性能依賴于外插或者預測的準確性，在實際系統中通常誤差比較大，并且，該方案還會增加系統的計算復雜度。

第二種方案是在執行圖1中的步驟102之前，在頻域的虛導頻位置補零，再借助IFFT得到時域信道沖激響應估計，然后對該時域信道沖激響應估計中間補0，之后再通過步驟104中的FFT變換回頻域。該方案需要假定定時同步完全準確，以確定時域補0的位置，而實際OFDM通信系統中的定時同步不可避免地會存在誤差。并且該方法得到的信道估計結果在虛載波附近的子載波仍然存在較大的誤差。

綜上所述，由于實際的OFDM通信系統中必須有虛載波，因此，目前的基于DFT的信道估計方法所得到的信道估計誤差較大，尤其在虛載波附近的子載波位置上，信道估計誤差更為明顯。而已有的兩種改進方法仍然無法很好的解決上述問題。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的主要問題在于提供一種信道估計方法，以有效減小虛載波帶來的信道估計性能下降，并且不會增加信道估計的計算復雜度。

為解決上述問題，本發明提供了以下技術方案：

一種信道估計方法，該方法包括：

a.對位于可用子載波范圍內的可用導頻執行常規的信道估計，并對位于虛載波范圍內的虛導頻設定虛擬的信道頻域響應估計以保證平滑過渡，得到所有導頻位置的信道頻域響應估計；

b.對步驟a所得的信道頻域響應估計進行傅立葉逆變換，得到時域信道沖激響應估計；

c.對步驟b所得的時域信道沖激響應估計插0后進行傅立葉變換，得到包括數據符號在內的完整的信道頻域響應估計。

所述步驟a中，對可用導頻執行常規的信道估計為：利用最小二乘(LS)算法或最小均方誤差(MMSE)算法對可用導頻執行信道估計。

所述虛導頻只包括高頻虛導頻，