[發(fā)明專利]OFDM系統(tǒng)的信道和噪聲方差聯(lián)合估計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210303863.7
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102821071A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉鋒;肖悅;張劍;何旭;李少謙
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及OFDM系統(tǒng)信道和噪聲方差估計(jì)方法。

背景技術(shù)

在通信系統(tǒng)中，準(zhǔn)確的信道估計(jì)和噪聲方差估計(jì)是接收端用來檢測和恢復(fù)發(fā)送信號的重要條件。通過在發(fā)射端發(fā)送預(yù)先設(shè)計(jì)好的導(dǎo)頻信號，接收端根據(jù)對應(yīng)的接收數(shù)據(jù)來估計(jì)信道和噪聲方差。

2007年，Wang?Yi等人針對OFDM系統(tǒng)中信道的延時(shí)小于循環(huán)前綴（CP，Cyclic?Prefix），令導(dǎo)頻的長度大于CP長度，先利用常規(guī)方法進(jìn)行信道估計(jì)，然后將估計(jì)的信道分為同時(shí)包含信道及噪聲信息的信道子空間（該子空間長度等于CP長度）和只包含噪聲信息的噪聲子空間（該子空間長度等于導(dǎo)頻長度減去CP長度）兩部分。根據(jù)噪聲子空間則可以估計(jì)噪聲方差（參見文獻(xiàn)：Wang,Yi,L.Li,et?al..A?New?Noise?Variance?Estimation?Algorithm?for?Multiuser?OFDM?Systems,PIMRC2007.IEEE?18th?International?Symposium?on?Personal,Indoor?and?Mobile?Radio?Communications.），然而這種估計(jì)方法要求導(dǎo)頻長度遠(yuǎn)大于CP長度。當(dāng)信道經(jīng)歷大尺度衰落時(shí)，CP長度較長，導(dǎo)致上述方法導(dǎo)頻開銷較大，降低了系統(tǒng)的頻譜效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決信道估計(jì)和噪聲方差估計(jì)所需的導(dǎo)頻開銷較大的問題，提出了一種OFDM系統(tǒng)的信道和噪聲方差聯(lián)合估計(jì)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種OFDM系統(tǒng)的信道和噪聲方差聯(lián)合估計(jì)方法，包括如下步驟：

步驟S1.估計(jì)信道沖激響應(yīng)；

步驟S2.根據(jù)步驟S1估計(jì)得到的信道沖激響應(yīng)非零項(xiàng)的位置計(jì)算正交投影矩陣；

步驟S3.利用正交投影矩陣計(jì)算噪聲子空間進(jìn)而估計(jì)噪聲方差；

步驟S4.迭代估計(jì)：利用步驟S3計(jì)算得到的噪聲方差，返回步驟S1，更新信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。

進(jìn)一步的，步驟S1具體采用SAMP算法估計(jì)信道沖激響應(yīng)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的信道和噪聲方差聯(lián)合估計(jì)方法利用信道沖激響應(yīng)在時(shí)域的稀疏性，即信道沖激響應(yīng)中非零項(xiàng)遠(yuǎn)小于CP長度，使得估計(jì)噪聲方差的噪聲子空間的長度等于導(dǎo)頻長度減去CIR中非零項(xiàng)長度，有效解決了信道估計(jì)和噪聲估計(jì)所需導(dǎo)頻數(shù)目較大的問題,提高了系統(tǒng)的頻譜效率，并將信道估計(jì)和噪聲方差估計(jì)結(jié)合起來，改善了信道估計(jì)的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的OFDM系統(tǒng)發(fā)射機(jī)插入導(dǎo)頻發(fā)射過程示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的OFDM系統(tǒng)接收機(jī)接收過程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。

在闡述具體實(shí)施方式之前，首先介紹其中所用的術(shù)語和其中使用到的定理：

（1）.歸一化為向量的各分量除以向量的模長，歸一化后的向量模長為1。

（2）.離散傅里葉矩陣是將離散傅里葉變換以矩陣乘法來表述的一種形式。

（3）.信道稀疏性為時(shí)域的信道沖激響應(yīng)（CIR，Channel?Impulse?Response）只在少數(shù)主要路徑有值，且不同的路徑對應(yīng)著不同的時(shí)延。在信道向量h=[h₀,h₁,…,h_N-1]^T中，向量中的每一個(gè)元素對應(yīng)在一個(gè)信道時(shí)延處的信道系數(shù)，由于最大時(shí)延小于循環(huán)前綴，可得h=[h(0),h(1),...，h(L-1),0,...，0]^T，L為循環(huán)前綴長度，在向量h的前L個(gè)元素中，只有極少數(shù)的主要路徑，即前L項(xiàng)元素中，只有少量元素非0。