[發(fā)明專利]一種基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310719125.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN103685096B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸許明;徐永鍵;戴健強(qiáng);譚洪舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)花都產(chǎn)業(yè)科技研究院
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙)44295
• 代理人: 黃為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信信道估計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)無(wú)線音頻音質(zhì)要求的提高，無(wú)線音頻技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。

目前，無(wú)線音頻的傳輸技術(shù)主要有藍(lán)牙、WI-FI以及MIMO-OFDM。藍(lán)牙技術(shù)的傳輸距離短，數(shù)據(jù)傳輸率低、抗干擾能力弱，幾乎無(wú)法在高品質(zhì)的無(wú)線音頻系統(tǒng)方面使用。WI-FI技術(shù)覆蓋范圍廣、傳輸速率快、抗干擾能力強(qiáng)，目前已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛使用，是當(dāng)今無(wú)線音頻技術(shù)的主流技術(shù)。但，目前的WI-FI技術(shù)依然存在其自身的局限性，因此，為應(yīng)對(duì)更高品質(zhì)音頻的要求，具有頻譜利用率高、信號(hào)傳輸穩(wěn)定、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)的MIMO-OFDM技術(shù)成為新一代無(wú)線音頻傳輸芯片的核心技術(shù)。

其中，在接收端，信道估計(jì)對(duì)實(shí)際無(wú)線MIMO信道的多徑衰落特征進(jìn)行估計(jì)，是MIMO-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的性能具有非常重要的影響，可將估計(jì)得到的發(fā)送載波信息，用于接收端均衡、相干解調(diào)、檢測(cè)和解碼模塊。

目前有三大類對(duì)信道估計(jì)的研究，分別為：基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)、盲估計(jì)或半盲估計(jì)。其中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)一直是研究熱點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛，基于此的估計(jì)算法如最大似然法（ML，maximum?likelihood）、最小二乘法（LS，least?squares）、最小均方誤差法（MMSE，mimimum?meam?square?error）等算法都得到了廣泛的研究。而盲估計(jì)算法或半盲信道估計(jì)還處于理論研究階段。

在前人的研究中，基于最優(yōu)導(dǎo)頻的LS（最小二乘）信道估計(jì)，都有設(shè)計(jì)導(dǎo)頻開銷，耗費(fèi)頻譜資源的問題。特別是對(duì)于一個(gè)Nt個(gè)發(fā)射天線的MIMO-OFDM系統(tǒng)，傳統(tǒng)LS估計(jì)則需要進(jìn)行NtN0×NtN0維的矩陣求逆操作，其中N0為子載波數(shù)，當(dāng)Nt大于1時(shí)，算法計(jì)算復(fù)雜度較高，很難在硬件上實(shí)現(xiàn)。另外由于OFDM系統(tǒng)是多載波疊加的，存在較大的峰值平均功率比（PAPR，Peak-to-Average?power?Ratio）問題，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能、效率有直接的影響。而MIMO-OFDM系統(tǒng)同樣存在這個(gè)問題，因此必須考慮降低信號(hào)的峰均比值，提高系統(tǒng)的整體性能。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，LS信道估計(jì)易受到高斯白噪聲和子載波干擾（Inter-Channel?Interference，ICI）的影響，在低信噪比時(shí)準(zhǔn)確度受到一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的需解決的技術(shù)問題是提供一種適用于頻率選擇性衰落信道環(huán)境下，基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，降低信道估計(jì)時(shí)算法的復(fù)雜度，以便于硬件的實(shí)現(xiàn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，包括：

（1）發(fā)送端基于MSE和PAPR雙準(zhǔn)則設(shè)計(jì)最優(yōu)導(dǎo)頻序列；

（2）將所述最優(yōu)導(dǎo)頻序列經(jīng)過STBC編碼及OFDM調(diào)制后得到專用導(dǎo)頻序列，以簡(jiǎn)化接收端的處理；

（3）所述接收端將多個(gè)所述專用導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)為相移關(guān)系；

（4）對(duì)具有相移關(guān)系的多個(gè)所述專用導(dǎo)頻序列進(jìn)行處理；

（5）采用迭代導(dǎo)頻估計(jì)法估計(jì)所有時(shí)間點(diǎn)的信道響應(yīng)以實(shí)現(xiàn)MIMO-OFDM的系統(tǒng)信道估計(jì)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法充分考慮了無(wú)線音頻傳輸芯片MIMO-OFDM系統(tǒng)的頻率選擇性衰落信道特性、信道估計(jì)中導(dǎo)頻開銷和硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度問題，應(yīng)用MSE和PAPR雙準(zhǔn)則設(shè)計(jì)最優(yōu)導(dǎo)頻，采用STBC編碼導(dǎo)頻設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了接收機(jī)的處理，將多個(gè)專用導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)為相移關(guān)系，從而將多維矩陣的LS運(yùn)算轉(zhuǎn)化為一維矩陣運(yùn)算，降低了運(yùn)算復(fù)雜度，便于硬件實(shí)現(xiàn)，且該方法基于系統(tǒng)上優(yōu)化思想，提升了傳統(tǒng)信道估計(jì)方法性能，擴(kuò)大其SNR適用范圍。

通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法的流程圖。

圖2為圖1所示步驟S107的子流程圖。

圖3為信道估計(jì)總體結(jié)構(gòu)框圖。

圖4為采用迭代導(dǎo)頻估計(jì)進(jìn)行信道上估計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)處理示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。

請(qǐng)參考圖1及圖2，本發(fā)明基于最優(yōu)導(dǎo)頻的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法包括：