[發明專利]用于OFDM系統的數據指導信道估計方法及其實現裝置

有效

• 申請號: 200810111937.0
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101588327A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 彭克武;楊昉;潘長勇;楊知行;宋健
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 何文彬

技術領域

本發明屬于數字信息傳輸技術領域，特別涉及一種在無線通信系統中用于OFDM塊傳輸 技術系統的數據指導信道估計方法及其實現裝置。其中OFDM塊傳輸技術包括多種OFDM 塊調制技術，保護間隔填充技術，訓練信息攜帶技術及符號調制技術。

背景技術

寬帶無線傳輸必須面對多徑效應引入的ISI(Inter?Symbol?Interference，符號間干擾)或頻 率選擇性衰落問題。OFDM(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用)技 術可以在頻率選擇性衰落信道中可靠地實現高速率傳輸，已經廣泛應用于如無線局域網、固 定無線接入、數字音頻和視頻廣播等無線通信系統中。OFDM技術是一種有效的塊傳輸技術， 其技術核心是由傳輸符號組成頻域數據塊的塊調制技術。OFDM塊調制首先將待傳輸符號組 合成頻域數據塊，經過離散傅立葉反變換后得到時域數據塊。時域數據塊和頻域數據塊是數 據塊的兩種表現形式，二者互為離散傅立葉變換或反變換。頻域符號定義為子載波，可以是 待傳輸數據符號(有效子載波)，也可以是零符號(虛擬子載波)，或者是待傳輸已知符號(導 頻)。根據傳輸符號和子載波之間的映射關系，存在多種OFDM塊調制技術，如子載波全部 為有效子載波、部分子載波為虛擬子載波、部分子載波為導頻、有效子載波數目可配置、和 有效子載波中心位置可移動等。

雖然數據塊的持續時間遠遠大于單個符號的持續時間，但是在大的延時擴展信道下，時 域數據塊之間仍然存在不可忽略的IBI(Inter?Block?Interference，塊間干擾)。塊傳輸系統， 包括OFDM系統，對抗IBI的一種有效方法是在時域數據塊之間加入GI(Guard?Interval，保 護間隔)。如果GI的長度不小于信道的最大多徑延時，則時域數據塊之間不會產生塊間干擾。 GI和時域數據塊一起組成信號幀(簡稱“幀”)，GI和時域數據塊分別稱為幀頭和幀體。根據 GI填充內容，存在多種GI填充技術，包括CP(Cyclic?Prefix，循環前綴)填充技術，ZP(Zero Padding，零填充)填充技術，和TS(Training?Sequence，訓練序列)填充技術等，其中基于 PN(Pseudorandom?Noise，偽隨機序列)填充的方法是TS填充技術的特例，是TDS(Time Domain?Synchronization，時域同步)情況下OFDM系統的一個重要特征。其中GI長度為零 時，系統蛻化為沒有GI的塊傳輸系統。

接收機同步和信道估計是無線傳輸系統需要面對的挑戰，塊傳輸系統幀結構攜帶的訓練 信息能夠有效地輔助接收機同步和信道估計。根據塊傳輸系統訓練信息在幀結構中的位置和 形式，存在多種訓練信息攜帶技術，如已知信號幀、GI填充的已知訓練序列、頻域數據塊攜 帶的導頻、與信號幀疊加的時域或頻域訓練序列、和突發傳輸系統常用的前導訓練序列。前 導訓練序列可以看成已知信號幀的特例。訓練信息占用了寶貴的系統頻譜資源，因此在滿足 同步和信道估計需求的情況下，如何減少訓練信息和提高系統頻譜利用率是OFDM系統的挑 戰。

對數字通信OFDM系統，待傳輸信息比特到待傳輸符號的映射稱為符號調制，又稱為星 座映射，包括脈沖幅度調制(PAM)、正交幅度調制(QAM)和相移鍵控(PSK)等。待傳 輸信息比特是完全隨機的，但是待傳輸符號受符號調制技術的約束，攜帶十分重要的隱藏信 息。在信噪比適當的信道條件下，待傳輸符號有很大概率可以被正確解調，解調之后的待傳 輸符號可以直接指導信道估計。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是，在無線通信的OFDM系統中，為了滿足接收機同步和信 道估計的需求，發送信號需要攜帶大量的訓練信息，占用了寶貴的系統頻譜資源，為了克服 這些不足，就需要減少OFDM系統攜帶的訓練信息和提高系統頻譜利用率。

本發明的目的就是提供一種用于OFDM系統的數據指導信道估計方法及其實現裝置，在 少量訓練信息的輔助下滿足接收機同步和信道估計的需求，為實現本發明的目的所采用的技 術方案是：一種用于OFDM系統的數據指導信道估計方法，其特征在于，所述方法在OFDM 系統的接收端，首先解調和恢復頻域數據符號，然后利用恢復的頻域數據符號直接進行信道 估計，其中，

A.對于所述OFDM系統接收的信號幀進行非迭代信道估計時，按以下流程步驟操作：