[發(fā)明專利]一種基于二重加權(quán)的OFDM系統(tǒng)快變信道估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410065319.2
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103905347B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔琪楣;陳保豪;楊帆
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二重加權(quán)的OFDM系統(tǒng)快變信道估計方法。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM）技術(shù)具有數(shù)據(jù)傳輸速率高，抗多徑干擾能力強，易于實現(xiàn)多址接入及資源分配靈活等優(yōu)點，已被寫入WiMAX（Worldwide?Interoperability?for?Microwave?Access）、LTE（Long?Term?Evolution）等標準，是未來無線通信物理層的核心技術(shù)。信道估計是OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，信道估計的質(zhì)量對系統(tǒng)性能有極大影響。

目前，OFDM系統(tǒng)的信道估計方法大體分為兩大類：盲信道估計和基于導(dǎo)頻輔助的信道估計。盲信道估計方法不需要發(fā)送導(dǎo)頻信息，通過利用信道的結(jié)構(gòu)信息和輸入信號特性進行信道估計。其優(yōu)點是頻譜利用率高，缺點是算法收斂速度慢，計算復(fù)雜度高，不適合在實時通信系統(tǒng)中應(yīng)用。基于導(dǎo)頻輔助的信道估計方法是OFDM系統(tǒng)信道估計研究的熱點，也是最常用的一種信道估計方法。在這種方法中，接收端根據(jù)已知的導(dǎo)頻信號估計導(dǎo)頻位置的信道狀態(tài)信息，而用戶數(shù)據(jù)處的信道狀態(tài)信息則利用導(dǎo)頻位置的信道狀態(tài)信息通過插值得到。目前，導(dǎo)頻位置常用的信道估計方法大致可分為最小二乘（Least-Square，LS）和最小均方誤差（Minimum?Mean-Square?Error，MMSE）兩類。常用的插值方法有線性插值、高斯插值、三次樣條插值、DFT插值等。

OFDM系統(tǒng)在時頻資源塊的時間和頻率方向上插入導(dǎo)頻，其信道估計需要在時間和頻率兩個方向上進行。傳統(tǒng)的插值方法通過信道擬合的方式實現(xiàn)時間和頻率方向的信道估計。這種方法不需要信道的統(tǒng)計信息，實現(xiàn)簡單，計算量小，但是估計的精度不高。這是由于插值要以導(dǎo)頻位置的信道信息作為參考，如果導(dǎo)頻位置處的估計結(jié)果不準確，那么導(dǎo)頻位置處的估計誤差將會隨著插值擴散到數(shù)據(jù)位置，導(dǎo)致估計性能下降。另一方面，隨著終端移動速度提高，特別是在高速移動場景下，信道的時變特性變得非常明顯，即使是相鄰的兩個符號時刻，信道特性也會存在較大的差異。而傳統(tǒng)的插值方法難以有效地跟蹤信道的變化，使得估計性能有限。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于二重加權(quán)的OFDM系統(tǒng)快變信道估計方法，能夠?qū)崿F(xiàn)快速時變信道的有效跟蹤，提高信道估計的準確度。

（二）技術(shù)方案

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種基于二重加權(quán)的OFDM系統(tǒng)快變信道估計方法，其特征在于，該方法包括：

從系統(tǒng)的接收數(shù)據(jù)中提取導(dǎo)頻信號，估計導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)；

對每個導(dǎo)頻子載波，通過前向預(yù)測得到其數(shù)據(jù)位置信道響應(yīng)的預(yù)測值；

利用信道響應(yīng)的預(yù)測值對接收數(shù)據(jù)進行均衡和判決，得到反饋信息并修正信道響應(yīng)的預(yù)測值，從而得到整個導(dǎo)頻子載波的信道響應(yīng)；

利用每個導(dǎo)頻子載波的信道響應(yīng)對接收數(shù)據(jù)進行均衡和判決，得到每個導(dǎo)頻子載波信道響應(yīng)的誤差參數(shù)；

根據(jù)誤差參數(shù)計算每個導(dǎo)頻子載波的插值系數(shù)，進行頻率方向的插值，從而得到系統(tǒng)的信道響應(yīng)。

其中，所述對每個導(dǎo)頻子載波，通過前向預(yù)測得到其數(shù)據(jù)位置信道響應(yīng)的預(yù)測值由下式表示：

其中，表示第m個導(dǎo)頻子載波、第i個OFDM符號信道響應(yīng)的預(yù)測值，mL表示導(dǎo)頻子載波的索引，L表示導(dǎo)頻子載波的間隔，分別表示前N個OFDM符號已估計的信道響應(yīng)，f_預(yù)測表示預(yù)測函數(shù)。

其中，f_預(yù)測表示最小二乘線性預(yù)測，計算公式如下：

H~i,mL=α+β(i+1)]]>

其中，式中各參數(shù)：