[發明專利]基于幀頭部序列的正交頻分復用超寬帶系統信道估計方法

有效

• 申請號: 201110258784.4
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102255865A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 蔣良成;宋建永;杜永強;王捷;徐仲寧;陳佰儒;徐銘;李進學;許斌
• 申請（專利權）人: 東南大學;江蘇東大通信技術有限責任公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于短距離無線通信技術領域，具體涉及一種正交頻分復用超寬帶通信系統的信道估計方法。

背景技術

超寬帶（UWB）技術是一種新興的，目前受到廣泛關注的無線通信技術，由于其在短距離內具有傳輸速率高、系統容量大、抗多徑能力強、功耗低、成本低、功率譜密度低和頻譜共存等特點，因此被視作短距離、高速無線連接最具開發潛力的傳輸技術，并具有廣闊的應用前景。正交頻分復用超寬帶（OFDM-UWB，Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing-Ultra?Wideband）是超寬帶系統載波調制方案中的一種，它基于正交頻分復用（OFDM）技術，兼容了正交頻分復用技術的許多優點。信道估計作為接收機最重要的組成部分之一，其估計結果的準確性和可靠性將影響接收機的整體性能。因此，信道估計已經成為正交頻分復用超寬帶系統設計的關鍵問題。

正交頻分復用超寬帶系統的信道估計是基于信道估計序列（CES）和幀頭部（Header）序列的，在具體實現上包括頻偏補償、精同步和信道估計三部分，其中頻偏補償是利用估計出的頻偏對時域數據進行補償，精同步是在粗同步的基礎上利用專利申請號為201010295043.9的系統同步方法進一步確定第一徑和主徑所在的位置，而信道估計部分則包括基于信道估計序列的信道估計和基于幀頭部序列的信道估計兩部分。

目前，針對正交頻分復用超寬帶系統，傳統的信道估計算法只是基于信道估計序列的，由于信道估計序列的個數有限而且正交頻分復用超寬帶系統的信道是典型的密集多徑環境，其估計性能可能變差，因此為了進一步提高信道估計的準確性和可靠性，本發明提出了利用幀頭部序列進一步進行信道估計的方法。

發明內容

技術問題：本發明針對現有信道估計方法存在的不足，提供一種進一步改善信道估計性能，使其更具有準確性和魯棒性的基于幀頭部序列的正交頻分復用超寬帶系統信道估計方法。

技術方案：本發明的基于幀頭部序列的正交頻分復用超寬帶系統信道估計方法，包括以下步驟：

1）接收機同步模塊從接收機數據中的同步序列中估計接收端幀數據的同步位置和頻偏；

2）信道估計模塊利用步驟1）中估計的同步位置提取接收端信道估計序列，并利用步驟1）中估計的頻偏對所述接收端信道估計序列進行頻偏補償操作，得到頻偏補償后的接收端信道估計序列；

3）對步驟2）中得到的頻偏補償后的接收端信道估計序列進行精同步操作，再次得到接收端幀數據的同步位置；

4）由步驟3）中得到的接收端幀數據的同步位置再次提取頻偏補償后的接收端信道估計序列；由步驟3）中得到的接收端幀數據的同步位置提取接收端幀數據中的幀頭部和負載；

5）利用步驟1）中估計的頻偏對步驟4）得到的接收端幀數據中的幀頭部和負載進行頻偏補償操作，得到頻偏補償后的接收端的幀頭部和負載；

6）對步驟4）提取的頻偏補償后的接收端信道估計序列累加求和取平均值，對所述平均值進行快速傅里葉變換，得到所述平均值相應的頻域值；

7）利用頻域值對物理層會聚協議ECMA368中規定的發送端信道估計序列進行最小二乘法信道估計，得到基于信道估計序列的信道系數估計值；

8）信道估計模塊對步驟5）中得到的頻偏補償后的接收端的幀頭部依次進行均衡、采樣定時偏差補償和解映射操作，解映射后的數據通過維特比解碼器解碼，解碼后的比特再進行編碼調制，從而恢復出發送端的幀頭部；

9）利用頻偏補償后的接收端的幀頭部對恢復出的發送端的幀頭部進行最小二乘法信道估計，得到信道系數估計值，對此信道系數估計值累加求和取平均值，得到基于幀頭部序列的信道系數估計值。

本方法的步驟8）中，對采樣定時偏差補償之后的接收端的幀頭部所包含的各個符號中的導頻序列進行同相位估計，然后對各個符號中的數據部分進行同相位補償，之后再進行解映射和維特比解碼。

本方法的步驟8）中，所述均衡是根據最大比合并準則利用步驟4）中基于信道估計序列的信道系數的估計值對步驟5）中得到的頻偏補償后的接收端的幀頭部進行處理。