[發明專利]利用導頻格式設計的WiMAX信道估計方法

有效

• 申請號: 200910196579.2
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN101662434B
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 石強;方勇
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及無線通信中的通信信號處理方法，特別是提供了一種基于導頻格式設計的 WiMAX信道估計方法。

背景技術

現今，第三代和第四代數字移動通信發展迅速，以IEEE?802.16e標準為基礎的WiMAX (World?Interoperability?for?Microwave?Access，全球微波接入互操作性)寬帶無線接入 技術已作為一種有效的寬帶無線接入解決方案得到了全球移動產業的認可。隨著未來移動通 信系統的不斷演進，無線通信系統將會提供越來越高的數據速率和更加可靠的通信質量保障。 為了滿足人們對傳輸速率日益增長和高速移動性的要求，WiMAX為移動通信網絡提供“最后 一公里”的高速寬帶接入移動通信業務，其可支持的移動終端的移動速度最高可達120km/h。

同時，在移動通信物理層系統中，對傳輸信號的無線信道進行準確的估計最為關鍵。無 線通信信道估計問題是信息與通信處理領域中經典問題，近幾十年來，各類信道估計方法得 到較大的發展，信道估計技術也就成了無線通信的難點和熱點。由于移動信道中信道估計的 精度是影響通信質量的主要因素，因此，如何有效地抑制WiMAX信道干擾并準確的估計信道 就成為現代移動通信技術中最重要、最關鍵的問題之一。信道估計是WiMAX系統應用的關鍵 技術，其準確程度極大地影響著系統性能，尤其是在諸如WiMAX這種MIMO-OFDM系統中。信 道估計方法主要分基于導頻(Pilot)信號輔助的信道估計方法和盲信道估計方法。實際中一般 應用基于導頻的信道估計方法，其估計算法主要有：基于最小平方(LS)的頻域信道估計，有 基于傅立葉變換(FFT)的信道估計，有基于LS準則和最小均方誤差(MMSE)準則的時域信道估 計，LMMSE(線性最小均方誤差)、ML(最大似然)估計算法等。

然而，現有的信道估計算法中只是普遍考慮導頻的功率和導頻數據的內容信息，忽略了 導頻的格式設計對信道估計算法的影響。復雜的估計算法要利用到信道的統計特性，而實際 環境決定了在使用中無法得到準確的信道統計特性。如盲信道估計，它利用信號的一些統計 特性，如循環平穩的統計特性等進行估計。由于不需要傳輸專門的導頻信號，從而節省了開 銷，提高了系統的有效傳輸速率。但這類方法往往需要處理大量的數據，算法復雜，運算量 大，收斂速度也比較慢，因此在實際系統中使用得較少。

實際上，一個合適的導頻格式可以顯著提升信道估計的性能，現有的信道估計方法很少 考慮導頻格式的設計。導頻格式的設計問題主要涉及利用導頻的抽樣點位置來決定位置設置 導頻信號比較合理，并且提高頻譜利用率。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種估計精度高、復雜度低及頻譜利用率高的利用導 頻格式設計的WiMAX信道估計方法，用于從接收端信號中的導頻序列中估計出WiMAX信道參 數信息，只利用了較少的導頻信息。

本發明采用如下的技術方案，包括下列步驟：

(1)將信源轉變為待傳輸有效數據：將信源信息進行信源編碼、加擾碼、信道編碼、交 織、串并S/P轉換及調制映射后變成N個子載波上的待傳輸有效數據X，信道編碼方法采用 LDPC或Turbo或RS-CC編碼或Woven卷積碼，調制映射和解映射采用QPSK或16QAM映射， 加擾的擾碼采用2ⁿ-1，n＝15的偽隨機序列發生器產生，解擾也由同樣的擾碼器處理；

(2)導頻與數據復用：產生與信道頻域抽樣位置相對應的子載波導頻數據P，并以L為 導頻數據間隔，導頻數據的長度等于WiMAX傳輸系統幀長度的八分之一，導頻的分配方案為 非均勻的載波分配，奇偶載波的分配信息內容不相同，將導頻數據按照導頻格式設計方案與 待傳輸數據結構進行數據復用，即完成導頻插入步驟，在導頻分配方案中在WiMAX符號第一 幀的幀頭前加入了一個前導碼，主要用于多小區實施方案中的各種估計，基站間相對位置的 計算，及獲得鄰近基站接收信號的功率和質量等信息，導頻格式設計方案中的導頻的數據內 容信息為：奇載波上的導頻為：P＝E_pexp(j2πkLn/N)，k＝1，…，N/L，L為導頻數據間隔， E_p為歸一化導頻功率；偶載波上的導頻為P＝E_pexp(-j2πkLn/N)；