[發明專利]一種信道估計方法及應用該方法OFDM系統

有效

• 申請號: 201110409505.X
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN103166879A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 黑勇;趙慧冬;喬樹山
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及通信行業信道估計方法技術領域，尤其涉及一種信道估計方法及應用該方法的OFDM系統。

背景技術

電力線通信(Power?Line?Communication)系統是指建立在電力輸送網絡基礎上，實現電力線網絡各節點之間以及與其他通信網絡間通信的系統。電力線通信屬于有線信道通信，利用電力線網絡作為傳輸媒介，無需另架通信線路，通信成本低且不占用通信頻段。電力線在建筑物中處處可達，特別適合室內通信，但是電力線不是為通信而設計的，電力線信道上噪聲大、干擾強、負載阻抗變化劇烈、存在嚴重的頻率選擇性衰落。

隨著數據通信技術的發展，電力線通信逐漸成為可能。電力線通信目前主要采用正交頻分復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，簡稱OFDM)技術，OFDM技術采用多載波調制(MCM)，把數據分成若干個并行數據流，再調制到相互正交的子載波上進行并行傳輸。并行方式傳輸多個符號可以相應增加碼的持續時間，減小衰落環境帶來的碼間干擾。OFDM技術具有很好的抗頻率選擇性衰落的特點，且信道容量大，非常適合電力線通信。但是由于電力線信道噪聲大，傳統的OFDM結構不能滿足性能需要，時域擴充結構可以提高導頻的可靠性，用于低壓電力線通信OFDM系統可以提高系統的性能。同時需要采取有效的信道估計方法對接收信號的信道響應進行估計。

信道估計是OFDM系統中均衡和解調的基礎，信道估計可以分成兩類：非盲估計和盲估計。基于導頻的非盲估計由于良好的性能被廣泛的應用在OFDM通信系統。基于導頻的信道估計算法的流程是：在發送端數據子載波中插入導頻子載波，接收端利用已知導頻恢復出導頻位置的信道響應，再通過某種算法利用導頻信道響應估計出數據位置處的信道響應，進而進行均衡和解調。在基于導頻的信道估計中，最小均方誤差(MMSE，Minimum?Mean?Square?Error)是最優準則，MMSE算法對載波間干擾和高斯白噪都有很好的抑制作用，但其缺點是算法的復雜度太高，并隨著抽樣點增多呈指數增長。在此基礎上出現了低階線性最小均方誤差(LinearMMSE，簡稱LMMSE)方法，避免了矩陣求逆，在降低復雜度的同時其信道估計性能與MMSE接近。

在實現本發明的過程中，申請人發現現有技術OFDM系統的信道估計方法存在如下技術缺陷：在信道中由于噪聲和干擾的影響導致信號的信噪比很低的情況下，信道估計值準確性差，從而導致后續信號處理中用信道估計值進行相位補償的效果不理想。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為解決上述的一個或多個問題，本發明提供了一種信道估計方法及應用該方法的OFDM系統，以提高信道估計值準確性。

(二)技術方案

根據本發明的一個方面，提供了一種信道估計方法，該方法包括發送端的流程和接收端的流程。在發送端：形成OFDM符號，OFDM符號中包括數據和導頻；對OFDM符號進行時域擴充，T+1個相同的OFDM符號形成一組OFDM時域擴充符號，其中，T大于等于1；將OFDM時域擴充信號進行數模轉換后，送入通信線路中進行傳輸。在接收端：將從通信線路中獲取的模擬信號解調出OFDM符號的數據和導頻，將一組時域擴充OFDM符號中T+1個相同的OFDM符號所有相同位置的數據求均值，時域上的T+1個OFDM符號轉化為1個OFDM符號；將該OFDM符號中所有導頻數據求均值作為該OFDM符號的信道估計值。

根據本發明的再一個方面，還提供了一種OFDM系統。該系統包括一調制裝置和一解調裝置。其中，調制裝置，用于形成OFDM符號，OFDM符號中包括數據和導頻；對OFDM符號進行時域擴充，T+1個相同的OFDM符號形成一組OFDM時域擴充符號，其中，T大于等于1；將OFDM時域擴充信號進行數模轉換后，送入通信線路中進行傳輸。解調裝置，用于將從通信線路中獲取的模擬信號解調出OFDM符號的數據和導頻，將一組時域擴充OFDM符號中T+1個相同的OFDM符號所有相同位置的數據求均值，時域上的T+1個OFDM符號轉化為1個OFDM符號；將該OFDM符號中所有導頻數據求均值作為該OFDM符號的信道估計值。

(三)有益效果

本發明信道估計方法及應用該方法OFDM系統具有以下有益效果：

(1)本發明的信道估計方法中，采用時域擴充結構，即發送端IFFT之后的OFDM符號在時域上重復若干遍，通過數據重復提高導頻的可靠性，從而能夠在低信噪比情況下獲得更好的信道估計性能，明顯降低誤碼率；