[發明專利]一種高速移動環境下的信道估計方法

有效

• 申請號: 201310156731.0
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103227760A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 侯金鑫;張毅剛;華堯;李莉;胡莉麗;石杰;王磊;周宇暉;朱琰;熊箭;歸琳;劉勃;程鵬;馬文峰
• 申請（專利權）人: 中國鐵路通信信號股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

技術領域

本發明涉及的是在高速移動環境下，基站與移動終端進行上下行鏈路通信時，接收機進行信道估計的方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

在無線通信系統中，信號從發送機到接收機的傳輸中會受到實際信道環境的影響而產生畸變。接收機為了能夠有效的恢復出原始信號，需要盡量準確的估計出信號傳輸中對應的信道狀態信息，再利用估計出的信道狀態信息對接收信號做進一步的均衡處理。因此，接收機信道估計的準確性對于無線通信信息的正確傳輸至關重要。

近年來隨著高速鐵路等交通工具的大力發展，無線通信中的終端移動速度大幅增加，甚至達到了350km/h。高速移動導致無線信道呈現時間選擇性衰落，而寬帶數據傳輸導致無線信道呈現頻率選擇性衰落。因此在高速移動環境下的寬帶無線通信中，無線信道的時間頻率雙重選擇性衰落給無線數據的高效穩定傳輸帶來了巨大的挑戰。為了實現高速移動環境下的數據高速穩定傳輸，需要針對無線信道的時頻雙選性，設計有效的信道估計方法，在接收機端更加準確地估計出信道狀態信息。

在基于正交頻分復用（OFDM）的無線通信系統中，目前廣泛應用的信道估計方法是基于導頻的信道估計。具體分為兩個步驟，第一步是導頻處對應的信道信息估計，第二步通過內插算法獲得數據處對應的信道信息。導頻處信道信息的獲得通常采用最小二乘（LS）算法或最小均方誤差（MSE）算法，內插算法中應用最廣泛的是一維線性內插。上述信道估計方法主要應用在低速環境下的寬帶無線數據傳輸中。在終端高速移動的情況下，上述傳統信道估計方法的準確度大幅降低。

發明內容

本發明的目的在于：克服上述技術存在的問題，針對OFDM無線通信系統，提出一種高速移動環境下信道估計的方法，該方法在傳統的基于導頻的信道估計方法基礎上，針對高速移動造成的無線信道時間頻率雙重選擇性衰落特點，采用了一種時頻二維內插的算法，有效地提高了接收機信道估計的準確度。

本發明的主要想法是：相對于低速移動環境而言，高速移動環境下的寬帶無線通信信道呈現時間頻率雙重選擇性衰落。傳統信道估計方法中的一維內插算法已經不能滿足要求，應針對時頻雙選信道設計一種時頻二維內插的算法。因此，可以提出一種高速移動環境下的信道估計方法，該方法應用于基于正交頻分復用（OFDM）的無線通信系統，采用基于導頻的信道估計方法，數據處的信道狀態信息通過時頻二維內插獲得。

根據上述想法，本發明采用下述技術方案：

①接收機將OFDM解調后的數據映射成時頻二維數據塊，以矩陣的形式儲存。規則為每個OFDM符號的數據為矩陣的一列，多個OFDM符號的數據按接收時間的先后排列在一起共同組成數據矩陣的各列。具體每個數據矩陣包括多少列，即包括多少個OFDM符號，需要根據實際的通信協議或者根據信道的變化特點設定。

②計算數據矩陣中導頻點處對應的信道狀態信息。對于一個OFDM傳輸系統，設發射機OFDM調制前的數據為系統輸入數據，接收機OFDM解調后的數據為系統輸出數據。則系統輸入輸出的數據關系可以表示為：

Y[n,k]=H[n,k]×X[n,k]+W[n,k]???????????????????(1)

其中，n表示OFDM符號中頻域子載波的序號，k表示OFDM符號的序號。X代表發射機OFDM調制之前的數據矩陣，Y代表接收機OFDM解調之后的數據矩陣。H代表信道的狀態信息，W為噪聲。

則各導頻點處對應的信道狀態信息可利用式（2）求得。