[發明專利]一種基于變換域濾波的二維OFDM信道估計方法

有效

• 申請號: 201110251015.1
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102263713A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 楊晉生;熊積慧;陳為剛;田素雷;楊振學;李軍佑
• 申請（專利權）人: 天津大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本發明涉及一種OFDM信道估計方法，具體涉及一種無線衰落信道的二維信道估計算法。

背景技術

隨著信息化的進一步發展，未來移動通信系統需要用更有限的頻譜資源來提供更多的通信業務、更高的通信速率和更好的通信質量，而傳輸速率的提高又給常規單載波系統帶來了符號間干擾(ISI)和頻率選擇性衰落的問題。OFDM(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用)技術是解決這些問題的有效的方法之一。它是一種特殊的多載波通信方案，它可以在無線信道中實現高速數據傳輸。它將單個用戶的高速率信息流經過串/并變換為多個低速率碼流，每個碼流都用一個子載波發送，各個子載波之間相互正交。

OFDM與普通的頻分復用(FDM)技術相比，具有較高的頻譜利用率，可以有效地避免各個子載波上的符號間干擾(ISI)，通過使用快速傅立葉算法(FFT)，使得OFDM接收機的實現變得非常簡單。OFDM技術作為一種高效的調制技術，以及它在對抗多徑衰落方面的明顯優勢，在許多4G蜂窩系統方案中都考慮選擇OFDM技術作為其空中接口技術。OFDM技術已經被公認為下一代蜂窩通信系統的核心技術。

對于OFDM系統，在相同誤碼率的要求下，采用差分解調比采用相干解調的信噪比要高3-4dB；此外，差分解調比較適合用在低數據率的系統，而對于更高數據率傳輸率和高頻譜要求的OFDM系統，相干解調更適合。但是相干解調必須對頻率選擇性無線多徑信道進行實時跟蹤，估計信道參數。

基于導頻的信道估計通常分為兩個步驟：首先利用各種數學運算準則得到導頻位置處的信道響應，然后通過各種插值運算得到所有數據的信道響應。插值方法中最佳濾波器是維納濾波器(Wiener?filter)，然而，維納濾波信道估計方法需要使用復雜矩陣運算，不利于硬件實時實現。線性插值方法實現簡單，性能不夠好，為此，出現了一種在系統復雜度和性能之間均衡的信道估計算法，即基于FFT的信道估計方法。考慮到噪聲的影響。文獻1(Y?Zhao，A?Huang.A?novel?channel?estimation?methods?for?OFDM?mobile?communication?systems?based?on?pilot?signals?and?transform?domain?processing[C]//Proc.IEEE?47th?Vehicular?Technology?Conference.Phoenix，USA，May?1997，3：2089～2093.)提出了一種基于導頻輔助和變換域的一維信道估計方法。它首先將LS準則下的導頻處的響應值經過離散傅里葉變換(DFT)變換到變換域，然后在對變換域信號進行分析仿真其特性后，對信號進行濾波，再對濾波后信號補零，最后對該補零后的變換域信號作離散傅里葉逆變換(IDFT)轉換到頻域，得到的結果就是整個信道的傳輸函數了。該文獻所述信道估計方法的流程如圖1所示，M為導頻數目，N為子載波數目，從圖中可以看到，該方法采用了一種叫變換域濾波的濾波技術，這樣可以將位于全頻帶的加性高斯白噪聲的高頻部分濾除，提高了算法信道估計性能。這種濾波技術是使用變換域內對應“高頻”置為0，“低頻”部分置為1干擾。但該文獻并沒有具體說明是如何實現這種濾波技術的。