[發(fā)明專利]在寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)中信道估計(jì)的方法及信道估計(jì)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710148006.3
• 申請日: 2007-08-27
• 公開（公告）號: CN101378371A
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯曉林;張戰(zhàn);加山英俊
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社NTT都科摩
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 宋志強(qiáng);麻海明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的領(lǐng)域，特別涉及一種在寬帶無線移 動(dòng)通信系統(tǒng)中信道估計(jì)的方法及信道估計(jì)器。

背景技術(shù)

寬帶無線移動(dòng)通信系統(tǒng)，如正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal?Frequency Division?Multiplexing)通信系統(tǒng)具有對抗信號間干擾的能力，同時(shí)可以提供 很高的頻譜效率來傳輸信號，因此被視為下一代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)最有可能 采用的傳輸技術(shù)，已經(jīng)在數(shù)字用戶環(huán)路、數(shù)字音頻/視頻廣播、無線局域網(wǎng) 和無線城域網(wǎng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。另一方面，基于分組交換的突發(fā) 傳輸模式也逐漸取代基于電路交換的連續(xù)傳輸模式，這也對OFDM通信系 統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。

為了保證OFDM通信系統(tǒng)在無線移動(dòng)信道環(huán)境中具有良好的性能，尤 其是保障突發(fā)數(shù)據(jù)可以通過OFDM通信系統(tǒng)正常傳輸，必須對時(shí)變的多徑 無線衰落信道進(jìn)行盡可能準(zhǔn)確地估計(jì)。時(shí)變的多徑無線衰落信道傳輸數(shù)據(jù) 時(shí)，在時(shí)域和頻域上都會(huì)發(fā)生選擇性衰落，稱為雙選擇性衰落，其中，影響 時(shí)變的多徑無線衰落信道在頻域上選擇性衰落的關(guān)鍵參數(shù)是最大多徑時(shí)延 τ_max，而影響時(shí)變的多徑無線衰落信道在時(shí)域上的選擇性衰落的關(guān)鍵參數(shù)是 最大多普勒(Doppler)頻移f_d，max。通常，最大多徑時(shí)延τ_max和最大Doppler 頻移f_d，max都是隨著時(shí)間變化的。對時(shí)變的多徑無線衰落信道的信道估計(jì)質(zhì)量 對OFDM通信系統(tǒng)的性能起著關(guān)鍵作用。

目前，在OFDM通信系統(tǒng)中，對時(shí)變的多徑無線衰落信道的信道估計(jì) 方法需要借助一定數(shù)量的導(dǎo)頻子載波，即借助由一定數(shù)量的導(dǎo)頻子載波形成 的導(dǎo)頻圖案。根據(jù)導(dǎo)頻圖案設(shè)置在時(shí)變的多徑無線衰落信道時(shí)域和頻域上的 不同，可以將導(dǎo)頻圖案分為幾類：在頻域上連續(xù)分布的塊狀導(dǎo)頻，在時(shí)域上 連續(xù)分布的梳狀導(dǎo)頻，以及在時(shí)域和頻域上都不連續(xù)分布的離散導(dǎo)頻。

一般來說，借助導(dǎo)頻對時(shí)變的多徑無線衰落信道的信道估計(jì)方法包括兩 個(gè)步驟：

第一個(gè)步驟，估計(jì)導(dǎo)頻位置的信道參數(shù)；

第二個(gè)步驟：利用估計(jì)得到的導(dǎo)頻位置信道參數(shù)采用插值算法得到數(shù)據(jù) 位置的信道參數(shù)，從而得到多徑無線衰落信道的信道估計(jì)值。

對于OFDM通信系統(tǒng)而言，采用離散導(dǎo)頻可以在雙選擇性的時(shí)變的多 徑衰落信道中，獲得更好的信道估計(jì)性能和更高的頻譜效率，所以通常借助 離散導(dǎo)頻估計(jì)導(dǎo)頻位置的信道參數(shù)后，利用得到的導(dǎo)頻位置的信道參數(shù)估 計(jì)，根據(jù)設(shè)置的插值算法進(jìn)行插值計(jì)算，得到多徑無線衰落信道中傳輸數(shù)據(jù) 的信道參數(shù)。

根據(jù)設(shè)置的插值算法得到多徑無線衰落信道中傳輸數(shù)據(jù)的信道參數(shù)，如 果設(shè)置的插值算法采用最小均方誤差(MMSE)插值，則精度最高，但是實(shí) 現(xiàn)復(fù)雜度也很高，且需要已知時(shí)變的多徑無線衰落信道的先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)特性，因 此不適于工程實(shí)現(xiàn)，尤其不適用于突發(fā)傳輸模式的具有時(shí)變的多徑無線衰落 信道的OFDM通信系統(tǒng)；如果設(shè)置的插值算法采用成對線性插值，雖然實(shí) 現(xiàn)簡單，但插值的精確度不高。因此，設(shè)置的插值算法出現(xiàn)了一些折衷的插 值算法，其中，比較有代表性的兩類算法如下所述。

對于頻域的插值而言，可以采用離散傅立葉變換(DFT)插值，基于 DFT的插值能夠在復(fù)雜度和精度之間獲得較好的折衷，適合工程實(shí)現(xiàn)。但是 DFT插值需要使用跨越全頻域范圍的等間隔導(dǎo)頻子載波，而實(shí)際上OFDM 通信系統(tǒng)包含了不能用于數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻傳輸?shù)奶撦d波(也稱為空載波)，其中 低頻虛載波用來消除信道所承載信號的直流成分，而高頻虛載波則提供了信 道傳輸信號帶外泄漏的保護(hù)間隔，這必然會(huì)有部分導(dǎo)頻子載波落入虛載波范 圍內(nèi)，這時(shí)直接使用DFT插值方法就會(huì)增大信道估計(jì)的誤差，尤其在虛載 波附近的子載波位置上。

對于時(shí)域上的插值而言，可以采用加權(quán)多時(shí)隙平均(WMSA，Weighted Multi-Slot?Averaging)方法，WMSA插值雖然在準(zhǔn)靜態(tài)信道條件下能夠提供 較好的插值性能，但是其插值性能會(huì)隨著Doppler頻移f_d，max的增大而迅速惡 化，缺乏魯棒性。

另外，在頻域和時(shí)域上采用不同的插值方法的組合也會(huì)對信道估計(jì)的性 能產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容