[發明專利]一種應用于無線傳感網的最小均方誤差信道估計裝置

有效

• 申請號: 200810060033.X
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101299733A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 姜建;施玉松;陳晨;萬溢萍;姜華;劉海濤
• 申請（專利權）人: 中科院嘉興中心微系統所分中心
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/26;H04L12/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 沈志良

技術領域

本發明涉及一種基于OFDM體制的無線傳感網絡的傳輸節點，尤其涉及其接收機中的信 道估計裝置。

背景技術

隨著通信技術、嵌入式計算技術和傳感器技術的飛速發展和日益成熟，具有感知能力、 計算能力和通信能力的無線傳感器節點開始出現，并且引起了人們的極大關注。這種無線傳 感器節點構成無線傳感網能夠協調地感知、采集和處理網絡覆蓋區域內的各種環境或監測對 象信息，并發布給需要這些信息的用戶。無線傳感網將邏輯上的信息世界與真實的物理世界 融合在一起，深刻地改變了人與自然的交互方式；可以廣泛地應用于軍事、工農業控制、生 物醫療、環境監測等諸多領域。

目前，傳感器網絡研究的一個重要方面是在能量嚴重受限的微型節點上如何實現簡單的 環境數據(如溫度、濕度、光強等)采集、傳輸與處理。然而，隨著監測環境的日趨復雜多變， 由這些傳統傳感器網絡所獲取的簡單數據愈加不能滿足人們對環境監測的全面需求，迫切需 要將信息量豐富的圖像、音頻、視頻等媒體引入到以傳感器網絡為基礎的環境監測活動中來， 實現細粒度、精準信息的環境監測。這樣就要求每個節點能夠在有限的頻譜資源上傳輸豐富 多彩的內容。OFDM傳輸體制憑借其簡單易與頻譜效率高的特性，被引入到無線傳感網中， 提供高速多媒體服務。

在大多數的OFDM接收機中，信道估計都是基于頻域估計和內插方式實現的。大多數的 OFDM接收機中的信道估計如圖1所示，包括多載波解調裝置，導頻子載波提取裝置，信道 估計裝置。所述的多載波解調裝置則利用各個子載波之間的正交性，對時域的采樣信號進行 FFT變換，解調出每個子載波上所傳輸的符號。所述的導頻子載波提取裝置根據預先設定的 導頻子載波插入位置，從多載波解調裝置解調出的各個子載波數據中提取出導頻子載波信號。 導頻子載波提取裝置輸出一個與解調結果對應的導頻子載波指示信號，高電平表示當前子載 波是導頻子載波。所述的信道估計裝置包括信道估計器和內插器兩個模塊。信道估計器與導 頻提取裝置相連，且自身包括一個ROM，用于存放導頻符號。根據導頻子載波提取裝置輸出 的導頻子載波指示信號來提取出的導頻子載波上的解調信號，同時從ROM中讀取導頻符號， 采用最小二乘(LS)算法或者最小均方誤差(MMSE)算法進行信道估計，估計出各個導頻子載波 上的信道響應。內插器則根據導頻子載波上估計出的信道響應來對數據子載波上的信道響應 進行內插，估計出各個數據子載波上的信道響應。它包括上采樣器和濾波器。上采樣器采用 插零的方式對各個數據子載波上的信道響應進行內插，再用濾波器對插值后的信道響應進行 平滑濾波。

在現有的信道估計器中，MMSE算法的信道估計器具有最優的性能，但實現復雜度高， 不適合無線傳感網的應用。LS算法的信道估計器實現簡單，能應用于無線傳感網節點中，但 與MMSE算法在估計誤差性能上有15dB的差距，性能較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于無線傳感網的最小均方誤差信道估計裝置，對時域插 入的導頻符號基于最小均方誤差原則進行信道估計，得到信道的時域響應，再通過FFT變換， 得到每個子載波上的信道響應完成信道估計。

本發明要解決的是現有MMSE算法的信道估計器有較大的估計誤差，影響信道估計器性 能而不適合在無線傳感網中應用的問題。

本發明為了達到上述目的，本發明至少包括：時域訓練序列提取裝置、時域信道估計裝 置和頻域信道響應轉換裝置；時域信道估計裝置與時域訓練序列提取裝置的輸出相連，頻域 信道響應轉換裝置與時域信道估計裝置相連。

所述的時域訓練序列提取模塊包括一個定時器，在系統取得同步后，根據訓練符號在幀 中的位置給出一個時域訓練符號指示信號，高電平指示時域訓練序列的位置。