[發明專利]一種基于信道估計誤差和數據檢測誤差的迭代方法

有效

• 申請號: 201410562713.7
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104320369B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 楊睿哲;葉斯洋;張延華;司鵬搏;孫艷華;孫恩昌
• 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: 沈波

本發明屬于無線通信領域，涉及一種基于信道估計誤差和數據檢測誤差的迭代方法。所述方法包括：在發送數據中按照的梳狀方式插入導頻，在不同天線上發送；數據通過無線信道發送至接收天線，在接收端用基擴展模型對信道進行建模；利用AR自回歸模型對信道BEM模型系數進行建模；對濾波器進行初始化、計算時間更新方程；濾波器去除噪聲，進行信道估計進行信道估計；計算信道矩陣的估計值；計算信道估計誤差的協方差矩陣進行SIC數據檢測。本發明提出的信道估計和聯合檢測算法，充分利用信道估計和數據檢測中的誤差信息，提高了信道估計的精確度，加強了數據檢測的校正。

技術領域

本發明屬于無線通信領域。涉及一種在快變信道環境下，MIMO-OFDM系統中利用信道估計誤差和數據檢測誤差的迭代方法。

技術背景

多輸入多輸出(MIMO)技術在平坦衰落信道環境下會增加系統的容量和頻譜利用率。但是在頻率選擇性多徑衰落信道環境下，MIMO技術的實現需要復雜的信道均衡技術，因此不能廣泛地應用到頻率選擇性衰落信道環境中。而面對頻率選擇性衰落信道，正交頻分復用(OFDM)可以將其轉化為若干個并行的窄帶子信道，在各個窄帶子信道上可以認為衰落是平坦衰落，這樣就有效地對抗了頻率選擇性衰落。因此OFDM技術能很好地解決將多輸入多輸出MIMO技術應用于頻率選擇性多徑衰落信道環境下所引起的均衡器復雜度過高的問題，彌補MIMO技術的缺陷。同時將多天線陣列引入到OFDM系統中實現空時編碼和分集增益，可以大大提高系統的容量，并改善在深衰環境下正交頻分復用OFDM子信道誤碼率較高的問題。因此多輸入多輸出(MIMO)與正交頻分復用(OFDM)相結合的MIMO-OFDM技術是提高容量和增強系統可靠性的一種有效方式。

信道的快速衰落會使接收信號具有深度衰落和頻率擴展，這是無線通信中非常關鍵的問題。在現代通信發展中，系統在高速移動環境中的抗干擾能力被廣泛地關注。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(ICI)，對OFDM和MIMO-OFDM系統提出了巨大的挑戰。加之，MIMO-OFDM系統的接收信號是多個發射天線信號的衰落結果與加性噪聲的疊加，對于某個特定的發射接收天線對，來自于其它天線的信號即為干擾，從而給信道估計技術提出了更大的挑戰。H.Hijazi等人于2010年，在ISCCSP會議上發表的論文“Channel Estimation for MIMO-OFDM Systems in Fast Time-VaryingEnvironments”給出的迭代方案中，利用檢測得到的數據更新進行信道估計，同時數據檢測所用到的估計信道含有時變引起的ICI。在絕大多數情況下，干擾和噪聲會對信道估計和數據檢測造成不可避免的差錯，同時由于差錯傳播帶來進一步的錯誤。

為此，如何獲取信道中的這些干擾信息，并對所獲取的信息進行分析利用，是提高信道估計的準確性和增強數據檢測的校驗能力的關鍵所在。

發明內容

針對現有技術存在的忽視信道估計誤差和數據檢測誤差以及迭代過程中的交互性問題，本發明提出一種MIMO-OFDM系統中基于信道估計誤差和檢測誤差的迭代方法。首先獲取信道模型和數據檢測的誤差信息，經過統計分析推導出其協方差矩陣，并將這部分連同噪聲，一并作為Kalman濾波器的去噪對象。然后利用Kalman濾波器基礎系數，得到估計信道誤差的協方差矩陣，通過這個信道估計誤差的協方差矩陣，得到一個最優的調零向量，從而實現信道估計誤差對數據檢測的干擾最小化。

一種基于信道估計誤差和數據檢測誤差的迭代方法，包括以下步驟：

步驟1，在發送數據中，按照梳狀方式插入導頻，在不同天線上發送；

步驟2，數據通過無線信道，發送至接收天線，在接收端用基擴展模型(BasisExpansion Model,BEM)對信道進行建模；

步驟3，利用AR(Autoregressive Model)自回歸模型對信道BEM模型系數進行建模；

步驟4，對Kalman濾波器進行初始化；