[發明專利]帶有ICI消除的迭代差錯擴散判決OFDM信道估計方法

有效

• 申請號: 201210512593.0
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103051578A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張杰;楊睿哲;馬大為;張延華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種帶有ICI消除的OFDM迭代信道估計方法。特別涉及一種帶有ICI消除的迭代差錯擴散判決OFDM信道估計方法，屬于無線通信中信道估計研究的相關領域。?

技術背景

正交頻分復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing,?OFDM)是一種多載波調制技術，它將所傳輸的數據符號并行調制在若干個子載波上，所有子載波的頻譜能夠重疊而且相互之間保持正交性，然后分別在獨立的信道中進行傳輸。較其它的通信系統相比具有抗多徑效應，能夠與其它技術相結合，抑制窄帶干擾等優點，決定了OFDM系統能夠在很多領域得到廣泛應用，包括非對稱數字用戶線路(ADSL,?Asymmetric?Digital?Subscriber?Line)、數字音頻廣播(DAB，Digital?Audio?Broadcasting)、數字視頻廣播(DVB,?Digital?Video?Broadcasting)、無線局域網技術標準IEEE802.lla和寬帶無線城域網技術802.16等領域，OFDM能夠成為移動通信領域的核心技術已經是大勢所趨。?

在現代無線通信系統中，實際的信道不可能滿足信號傳輸無失真條件，因而在接收端的接收信號不可避免的存在由各種衰落效應引起的多種干擾，從而嚴重影響了通信質量。針對這類干擾，解決方案就是在系統接收端進行信道估計，以補償信道引起的畸變，所以各種衰落信道中的信道辨識和信道估計問題一直是人們深入研究的熱點課題。另外，在無線通信系統中接收端實現解調的方式有兩種：非相干解調和相干解調。非相干解調的最大優點是不需要信道的狀態信息，因此接收機比較簡單。但與相干解調相比，系統的性能也會降低3-4dB。而相干檢測的性能依賴于信道的狀態信息，所以檢測器必須對信道的狀態進行估計。無線電波信號在移動通信信道中的傳播過程是一個復雜的過程，為了能夠在接收端準確地恢復發射端的發送信號，人們采用了各種措施來消除信道中多徑效應對傳輸信號的影響，如均衡，信源，信道編碼，多用戶檢測，分集等技術。上述技術的實現需要知道無線信道的信息，如信道的階數，多普勒頻移和多徑時延或信道的沖激響應等參數，這就要求在發送信息前對信道的參數進行估計，因此，信道估計是實現無線通信系統的一項關鍵技術。?

OFDM技術同時涉及到時域和頻域，因此無線信道的頻率選擇特性(由信道的多徑時延?引起)和時間選擇特性(由信道的Doppler擴散決定)都會影響OFDM系統的性能。頻率選擇特性導致接收信號的幅度、相位和到達時間的劇烈變化，所以在接收機內，為了在最后能夠準確的恢復發射端的發送信號，必須要實施信道估計，獲得所有子載波上的參考相位和幅度，然后重建信道信息。時間選擇特性導致OFDM系統子載波不再嚴格正交，造成子載波間的干擾(intersubcarrier?interference,?ICI)，使得系統性能下降，同時影響信道估計算法的準確度，若在高速移動的環境下，ICI的影響將更為嚴重。?

為此，必須對載波間干擾進行補償，消除ICI的影響。信道估計是OFDM技術實現高速數據通信的關鍵問題之一，如何能更好的進行信道估計，決定著系統的性能。?

發明內容

本發明的目的在于，通過一種適用于高速環境下的判決迭代OFDM信道估計方案，在首次迭代中將ICI與噪聲之和(Sum?of?ICI?and?channel?noise，SIN)作為Kalman濾波器的去噪對象，實現無ICI干擾的導頻輔助頻域信道估計。同時，設計迭代結果的判決指標，減小未知數據對所有頻點信道估計的影響，從而抑制由ICI干擾帶來的差錯擴散，得到更為準確的估計結果。?

本發明是采用以下技術手段實現的：?

步驟(1)，將導頻數據按照梳狀導頻方式插入到發送數據中；?

步驟(2)，數據通過OFDM系統發送至接收端，在接收端用基擴展模型(Basis?Expansion?Model,?BEM)對信道進行建模：?

步驟(2.1)，利用多項式基擴展模型(Polynomial?BEM,?P-BEM)來描述具有時頻雙選特性的多徑傳播信道，則信道沖激響可表示為：?

?，?

其中?表示模型誤差，?是一個?的正交基函數矩陣，?則是由基函數對應的?個系數組成的向量?，其均值為0、相關矩陣為?。一般需要?，?是OFDM系統循環前綴(cyclic?prefix,?CP)的個數，?