[發明專利]OFDM系統導頻輔助的時頻域插值加權信道估計方法

有效

• 申請號: 201610111528.5
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105610747B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 宮豐奎;劉銘;張南;王勇;秦利卿;張軍山;沈亮
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種OFDM系統導頻輔助的時頻域插值加權信道估計方法，主要解決傳統級聯一維插值算法在多普勒頻移與多項效應情況下插值精度降低的問題。其實現步驟包括：利用計算出的離散導頻處信道頻域響應值，分別計算出虛擬導頻處的時域方向信道頻域響應值和頻域方向信道頻域響應值；同時利用信道參數信道多徑時延和多普勒頻移計算權值因子；利用權值因子對時域方向信道頻域響應值和頻域方向信道頻域響應值進行加權平均，得出擴展導頻信道頻域響應值；最后利用擴展導頻信道頻域響應值進行頻域方向插值，得出所有接收數據信道頻域響應值。本發明提高了信道估計值的精確度，可用于基于散布導頻的通信系統。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，涉及OFDM系統導頻輔助的時頻域插值加權信道估計方法，可用于基于散布導頻的通信系統，如第二代數字地面視頻廣播DVB-T2系統。

背景技術

無線通信系統對高數據傳輸速率的需求日益增長，促使研究學者和生產廠商采用最先進的技術來滿足這些需求。OFDM系統是一種技術成熟且完善的無線通信傳輸系統，OFDM系統將信道分成若干正交的子信道，將數據速率較高的傳輸數據轉變為速率較低的傳輸數據。OFDM系統憑借高頻譜利用率、能夠有效克服多徑效應引起的頻率選擇性衰落等優勢，得到了廣泛的認可和應用。

作為OFDM通信系統中的重要組成部分，信道估計與均衡技術保證了通信系統的性能，一直是通信系統中的熱點研究問題。無線信道固有的多徑效應與多普勒頻移等傳輸特性使得通信系統易產生碼間干擾，而設計良好的信道估計算法可有效抵制碼間干擾，從而降低通信系統誤碼率。信道估計算法分為導頻輔助信道估計算法、盲信道估計算法與半盲信道估計算法，其中導頻輔助的信道估計算法因其在估計精度與導頻負荷間的有效折衷被廣泛應用。導頻輔助的信道估計算法實現過程分為二步：導頻點的信道估計與數據點的信道插值，數據點的信道插值算法精確度決定信道估計值的精確度，是保證均衡器有效消除信道影響的關鍵，因此數據點的信道插值算法精確度尤為重要。

2008年ETSI頒布了第二代歐洲數字視頻地面廣播傳輸標準DVB-T2，相比于第一代標準，DVB-T2標準采用了更高階的調制模式、更少的導頻開銷及更多的導頻模式，在獲得更高的數據速率和頻譜利用率的同時，也對信道估計的精度提出更高的要求。針對該問題，2014年Guanghui Liu在IEEE Transactions on Broadcasting上發表的文章“AdaptiveInterpolation for Pilot-Aided Channel Estimator in OFDM System”中采用級聯一維插值算法來實現OFDM系統信道估計，該算法由于沒有考慮時域方向插值與頻域方向插值的插值范圍與信道衰落的程度關系，故在多普勒頻移導致的時變性與多徑效應導致的頻率選擇性信道中，其插值精確度有所損失，導致信道估計的性能降低。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種OFDM系統導頻輔助的時頻域插值加權信道估計方法，以提高導頻輔助信道估計中的插值精確度。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下：

(1)在OFDM系統接收機中計算出離散導頻處信道頻域響應值其中，[l,k]表示OFDM系統中第l個OFDM符號中第k個子載波的位置序號；

(2)用離散導頻處的信道頻域響應值分別計算在虛擬導頻處的時域方向信道頻域響應值和頻域方向信道頻域響應值

(3)利用信道參數信道最大多徑時延τ_max和多普勒頻移f_d計算權值因子：

(3a)計算歸一化信道最大多徑時延：τ＝τ_max/τ′_max，其中，τ′_max為離散導頻能支持的信道最大多徑時延；