[發(fā)明專利]用于OFDM系統(tǒng)的改進型LS信道估計方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710018572.2
• 申請日: 2007-09-04
• 公開（公告）號: CN101115046A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李維英;李建東;李紅艷;楊勝;陳東;龐繼勇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/03
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 韋全生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及通信信號處理技術(shù)，具體地說是一種用于OFDM系統(tǒng)的改進型LS信道估計方法，可用于OFDM調(diào)制突發(fā)式無線通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

正交頻分復用OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它將高速的數(shù)據(jù)流通過串并變換變成低速率的并行子數(shù)據(jù)流，再將它們調(diào)制到相互正交的子載波上，最后并行傳輸。OFDM將信道化分成多個子信道，各個子信道間保持正交，頻譜相互重疊，從而減小了碼間干擾，提高了頻譜利用率，抵抗窄帶干擾能力強，因此適合于無線多徑頻率選擇性信道，OFDM調(diào)制技術(shù)已成為第四代移動通信及IEEE802.16、IEEE802.11a/g標準的核心技術(shù)。

OFDM系統(tǒng)中主要的調(diào)制方式有差分和相干兩種方式。差分方式雖然可以避免進行信道估計和信道均衡，但差分方式只適合于低數(shù)據(jù)速率的系統(tǒng)，用于多進制調(diào)制的高數(shù)據(jù)速率的系統(tǒng)性能不佳，存在約3dB的性能差異。所以對于高數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)都采取相干解調(diào)的方式。對于相干方式，解調(diào)時必須使用與發(fā)送端同頻同相的載波信息，否則就不能正確的解調(diào)。由于無線信道對傳輸信號的影響，使得在接收端各個子載波之間很難保持正交，系統(tǒng)性能急劇降低，所以必須對信道進行估計，并對接收數(shù)據(jù)進行信道均衡。信道估計的準確與否直接影響系統(tǒng)的性能，因此信道估計技術(shù)是實現(xiàn)高速率傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。

OFDM信道估計一般有三大類：基于判決的信道估計；導頻輔助PSAM信道估計；盲或半盲信道估計。目前使用最多的是PSAM信道估計，這類信道估計所利用的數(shù)學原理比較成熟，算法比較簡單，易于工程實現(xiàn)，且利于將信道估計和信號檢測過程分離處理，可以大大簡化接收機的設(shè)計。

現(xiàn)有的大量文獻已經(jīng)對PSAM信道估計做了深入的研究，如傳統(tǒng)的最小二乘LS算法，沒有考慮噪聲對信道估計的影響，在高信噪比下有很好的性能，這是因為在高信噪比下噪聲對信號的干擾比較小，估計的信道與實際的信道誤差很小，由于計算簡單，很適合應(yīng)用于實際系統(tǒng)中，但是在低信噪比時，噪聲對信號的干擾比較大，噪聲對信道估計的影響很大，所以在低信噪比下LS算法性能比較差。又如最小均方誤差MMSE算法，盡管考慮了噪聲對信道估計的影響，在低信噪比下有很好的性能，但是該算法必須要事先知道信道的相關(guān)性，信道的相關(guān)信息屬于信道狀態(tài)的二階統(tǒng)計特性，統(tǒng)計特性在實際中都是通過時間平均來處理的，這種時間上的平均來代替統(tǒng)計上的平均只有在信道屬于平穩(wěn)隨機過程時才是無偏的，而信道一般都不是平穩(wěn)隨機過程，這種處理引入了估計誤差，另外MMSE算法還必須要估算出信噪比，整個估計過程復雜度很高，不適合應(yīng)用于實際系統(tǒng)。

發(fā)明的內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中在低信噪比下計算復雜度高、誤碼性能差的缺陷，提供一種用于OFDM系統(tǒng)的改進型LS信道估計方法，在低信噪比下能更準確的估計出信道的沖擊響應(yīng)，并且復雜度不高。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用LS算法估計出信道的頻域響應(yīng)，并將得到的信道頻域響應(yīng)轉(zhuǎn)化到時域，利用在時域信道脈沖響應(yīng)的有限性，除去一部分噪聲干擾，得到新的信道脈沖響應(yīng)，再將其變換到頻域替代LS算法所估計的信道頻域響應(yīng)。具體步驟如下：

1、在發(fā)射端，在待發(fā)送的OFDM符號之前加上幀同步頭和收、發(fā)端共知的兩個連續(xù)的OFDM訓練符號及OFDM訓練符號的循環(huán)前綴，形成完整的突發(fā)分組幀，通過發(fā)射機發(fā)送出去。

2、在接收端首先進行信號檢測，通過檢測接收信號的能量來判斷接收到的是否有用信號并進行同步。將接收到的信號能量與設(shè)定的門限E_min進行比較，若接收到的信號能量小于E_min，認為接收到的是噪聲，則繼續(xù)進行本步驟的信號檢測；若接收到的信號能量大于E_min時，則認為接收到的是有用信號，然后再對接收到的信號進行幀同步，若沒有同步，則丟棄當前的一幀信號，繼續(xù)進行本步驟的信號檢測；若已同步，則丟棄同步頭，執(zhí)行步驟3。