[發明專利]信道估計方法

有效

• 申請號: 201210128670.2
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102647372A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 雷霞;左海
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，具體涉及一種在無有效循環前綴保護下的利用塊狀導引的多載波(Multiplex?Carrier，MC)系統中的信道估計方法。

背景技術

在傳統的OFDM系統中，通常利用超過信道多徑時延的循環前綴(Cyclic?Prefix，CP)來對抗由于多徑效應導致的符號間干擾(Inter-Symbol?Interference，ISI)。但是，在多徑時延較大的環境中，采用較長的循環前綴將顯著降低系統的頻譜效率和傳輸效率，特別的如果在快變信道中利用訓練序列進行信道估計時，將進一步降低系統的頻譜利用率。

在傳統的CP-OFDM(Cyclic?prefixed?OFDM)系統中，基于導頻輔助的信道估計方法包括在頻域放置導頻信息和在時域放置導頻信息。在頻域放置導頻圖案進行信道估計時，利用OFDM系統的某些子載波放置頻域導引信息，如圖1所示。在接收端，對接收的時域OFDM信號做FFT變換，提取相應位置上的導引信息的頻域響應，然后根據相應的誤差準則，如最小均方誤差準則，完成信道頻域響應的估計。但是，在頻域上放置導引信息的OFDM符號經過IFFT變換后，經過多徑信道，如果沒有循環前綴的保護，接收的OFDM信號將受到嚴重的符號間干擾，針對CP-OFDM系統的循環卷積的性質也不再滿足，因此，接收的OFDM信號經過FFT變換后，會導致ISI擴展，不能有效的提取相應載波位置處的導引的頻域響應，那么用于傳統CP-OFDM系統的信道估計和頻域均衡方法也不能用于這種循環前綴無效的OFDM系統中。基于時域塊狀導引進行信道估計時，如圖2所示，盡管接收的時域導引信息受到相鄰OFDM數據的符號間干擾，但是受到ISI干擾的樣本數是有限的，對接收的時域導引信號進行簡單的時域ISI干擾消除后，可以重構導引信息與信道沖激響應的圓周卷積，通過FFT變換，得到導引信息經過信道后的頻域響應，那么傳統的頻域均衡方法可以被用來估計信道頻域響應(Channel?Frequency?Response，CFR)，簡化了接收機的復雜度。因此，在循環前綴無效的OFDM系統中，利用時域塊狀導引，采用靈活的迭代干擾消除算法可以達到有效的信道估計。

為了消除由于循環前綴不足導致的符號間干擾，一些迭代干擾消除方法已經被提出。殘余ISI消除技術(Residual?ISI?Cancellation，RISIC)采用尾部干擾消除和循環前綴數據修復的方式消除ISI。當信道沖激響應比較短時，建立在RISIC方法上的干擾消除方式能夠較好的消除符號間干擾。但是，除了需要知道理想的信道狀態信息(Channel?State?Information，CSI)，RISIC算法的性能主要依賴于第一次迭代的效果，而在該算法的第一次迭代中，直接忽略了線性卷積尾部數據的影響，從而限制了該算法只能適用于多徑時延較短的環境，參見文獻Dukhyun?Kim；Stuber，G.L.“Residual?ISI?cancellation?for?OFDM?with?application?to?HDTV?broadcasting，”IEEE?Trans.Commun.，vol.16，no.8，pp.1590-1599，Oct.1998。循環前綴重構(Cyclic?Prefix?Reconstruction，CPR)技術也被研究了，文獻表明即使在多徑時延達到OFDM符號持續時間的50％，也能夠較好地消除符號間干擾，但是，這種算法要求知道理想的信道狀態信息，同時，該算法在進行初次數據重構時，直接利用后一幀的接收信號近似得到線性卷積的尾部數據，準確度仍然受限，參見文獻Cheol-Jin?Park；Gi-Hong?Im；“Efficient?Cyclic?Prefix?Reconstruction?for?Coded?OFDM?Systems，”IEEE?Commun.lett.，vol.8，no.5，pp.274-276，May.2004。在一些文獻中，提出通過構造特殊的數據結構，達到對符號間干擾消除和數據檢測的目的。但是通常這種特殊的數據結構，不但應用場景受到限制，而且在多徑時延較大的環境中，對某些數據的檢測性能將迅速惡化，參見文獻Wenling?Bai；Yue?Xiao；Gang?Wu；Shaoqian?Li，Improved?single-carrier?frequency?domain?equalization?systems，ICICS?Information，Comumn.and?Signal?Process.，Dec.2009，pp.1-5。通過比較、分析發現，傳統的符號間干擾消除算法都假設了理想的信道狀態信息，但是，在循環前綴無效或沒有循環前綴保護時，接收的導引數據由于受到ISI的干擾，嚴重影響信道估計的準確度。