[發明專利]基于二維插值的信道估計方法和系統

有效

• 申請號: 201410681625.9
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104883327B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 李炯城;肖恒輝;李桂愉;陳運動;管學峰
• 申請（專利權）人: 廣東省電信規劃設計院有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華

本發明提供一種基于二維插值的信道估計方法和系統，其中方法包括如下步驟：(1)建立OFDM系統的信道模型；(2)采用菱形導頻插入樣式，分別在所述信道模型的OFDM符號的時域和頻域方向上插入導頻符號，得到二維插值的原始發送信號；(3)對接收端所接收的所述原始發送信號進行信道估計得到導頻點位置及其估計信道值；(4)根據所述估計信道值將菱形導頻平面劃分為兩個規則的子導頻平面，分別對每個子導頻平面進行信道響應插值并計算平均值，得到信道響應估計值。本發明的技術方案，采用菱形導頻插入樣式結合改進的雙三次二維插值方法進行信道估計，提高了信道估計的性能，并且算法復雜度較低，便于實現。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種基于二維插值的信道估計方法和系統。

背景技術

在LTE標準中，下行采取正交頻分復用(OFDM)調制，上行采取單載波頻分多址(SC-FDMA)調制方式。OFDM是一種多載波調制方式，通過減小和消除碼間串擾的影響來克服信道的頻率選擇性衰落，其基本原理是將信號分割為N個子信號，然后用N個子信號分別調制N個相互正交的子載波。由于子載波的頻譜相互重疊，因而可以得到較高的頻譜效率。

無線信道的多徑時延擴展造成的符號間干擾(ISI)嚴重地限制了無線信道上的數據傳輸率,而OFDM技術能有效地抑制符號間干擾,所以得到廣泛重視.由于OFDM對各子載波間的正交性要求,使得OFDM系統的收發雙方必須嚴格同步(包括載波同步、采樣時鐘同步),同時必須有足夠精確的信道估計.由于無線信道的時變性,大多數OFDM系統都采用了基于導頻訓練信號的信道估計方法,即利用插入已知的導頻信號進行信道粗估計,然后通過插值方法求出信道的全響應。

基于導頻輔助的信道估計由于具有簡單、精確和高穩定性等特點，成為OFDM最常用的信道估計方式。所謂導頻是一些特殊的數據,接收端已知這些數據的位置和數值。將這些數據按照一定的原則插入到原始數據中,然后隨原始數據一起進行IDFT變換。在接收端,經過采樣和DFT變換后,利用插入已知的導頻信號進行信道粗估計,然后通過某種處理手段(如插值、濾波)求出信道的全響應,從而對接收信號進行均衡,提高系統性能。

由于OFDM系統具有時、頻二維的特點，所以基于二維模式的導頻能更好地適應信道在時域和頻域上的衰落，具有更低的導頻密度和更高的頻譜利用率。所以,基于導頻輔助的信道估計方法可以分為兩步,第一步估計導頻點處的信道值,根據這些值,估計數據位置處的信道值。第二步估計中需要對已知的估計值進行插值,從而得到信道的全響應。

常見的插值方法包括一維插值和二維插值，其中二維插值包括網絡節點插值和散點插值兩種類型。網絡節點插值包括最鄰近插值、分片線性插值、雙線性插值和雙三次插值等。散點插值包括修正Shepherd法等。不同的插值方法所得到的估計精度與實現的復雜度也不盡相同。

目前導頻輔助的信道估計方法主要采用塊狀、梳狀、格形和菱形等四種導頻模式。在進行插值時，采取一維插值使得信道估計精確度較低，二維散點插值雖然精確度較高，但實現的復雜度也相應地較高。

綜上所述，現有的插值方法，難以保證信道估計的性能，信道估計精度較低、算法復雜度較高，不利于于實現。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種復雜度低、估計精度較高的基于二維插值的信道估計方法和系統。

一種基于二維插值的信道估計方法，包括如下步驟：

(1)建立OFDM系統的信道模型；

(2)采用菱形導頻插入樣式，分別在所述信道模型的OFDM符號的時域和頻域方向上插入導頻符號，得到二維插值的原始發送信號；

(3)對接收端所接收的所述原始發送信號進行信道估計得到導頻點位置及其估計信道值；