[發(fā)明專利]FBMC系統(tǒng)中高頻譜效率的導頻設(shè)計和信道估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611209113.8
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106788935B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慧明;鄭修鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04L25/02
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開了一種FBMC系統(tǒng)中高頻譜效率的導頻設(shè)計和信道估計方法，包括：FBMC系統(tǒng)的發(fā)射端，在每個數(shù)據(jù)塊的頭部插入導頻時，將頻率時間坐標上的一列數(shù)據(jù)功率減半，對稱放置在導頻的兩側(cè)，導頻仍然按照[1,?j,?1,j]^T的規(guī)律不斷重復；系統(tǒng)接收端，通過迭代的方法有效提高信道估計的準確度，首先假設(shè)導頻兩側(cè)放置的是數(shù)據(jù)保護列，由此計算出偽導頻來進行信道估計，并解調(diào)出導頻兩側(cè)放置的數(shù)據(jù)；其次利用解調(diào)出的導頻兩側(cè)的數(shù)據(jù)重新計算偽導頻來估計信道，并解調(diào)出全部的數(shù)據(jù)。本發(fā)明在FBMC系統(tǒng)中有效降低了導頻的開銷，提高了頻譜利用率。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域中，特別涉及一種FBMC系統(tǒng)中高頻譜效率的導頻設(shè)計和信道估計方法。

【背景技術(shù)】

由于多載波調(diào)制系統(tǒng)不僅能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，成倍的提升系統(tǒng)容量，同時能夠有效地對抗信道的頻率選擇性衰落，因此受到了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注和研究。然而，帶外泄漏過高一直是載波調(diào)制系統(tǒng)的一大弊病。濾波器組多載波(FBMC)技術(shù)通過采用具有良好時頻聚焦特性的原型濾波器，可以有效降低信號的帶外泄漏。此外，F(xiàn)BMC技術(shù)引入多相濾波器和快速傅里葉變換等操作，大大降低了自身的復雜度和運算量，應(yīng)用前景廣闊。目前，5G標準推進組IMT2020已將FBMC列為中國第五代移動通信系統(tǒng)的物理層方案之一。

導頻設(shè)計和信道估計是所有無線通信系統(tǒng)所必須面對的難題，而FBMC系統(tǒng)自身存在的內(nèi)部干擾使得信道估計的難度有所增加。目前，F(xiàn)BMC系統(tǒng)中受到廣泛認可的信道估計方法是2009年在IEEE International Conference on Communications中發(fā)表的Novelpreamble-based channel estimation for OFDM/OQAM systems[C]中提出的干擾近似法(IAM)。IAM通過在導頻兩側(cè)放置保護列，有效減小了符號間串擾對信道估計的影響，但這顯然降低了頻譜效率。無線頻譜作為不可再生資源，應(yīng)該被高效地利用，而FBMC系統(tǒng)中導頻的頻譜效率過低這一問題顯然已經(jīng)被學術(shù)界所注意到。在中國專利201510420903X《基于輔助導頻的濾波器組多載波系統(tǒng)信道估計方法》中，通過輔助導頻和內(nèi)插算法對頻譜利用效率進行了改善。但是由于常規(guī)導頻中有一半被置零，也就是這部分子載波上的信道頻率響應(yīng)需要通過內(nèi)插來得到，從而導致信道估計并不是那么準確，結(jié)果顯然是不能令人滿意的。FBMC中導頻開銷過大的問題，是目前亟待解決的。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種FBMC系統(tǒng)中高頻譜效率的導頻設(shè)計和信道估計方法，能夠提高FBMC系統(tǒng)中的頻譜效率。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

包括以下步驟：

(1)對信息比特流進行調(diào)制和處理，將復數(shù)數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)換成實數(shù)數(shù)據(jù)符號；并計算出所要發(fā)送的數(shù)據(jù)符號塊在時間維度上的塊長N和所包含的實數(shù)數(shù)據(jù)符號數(shù)目N_a，在頻率時間坐標上，形成一個M×N的數(shù)據(jù)符號塊，前兩列為空，后N_a列為實數(shù)數(shù)據(jù)符號；

(2)在頻率時間坐標上，在數(shù)據(jù)符號塊的第二列插入導頻，且按照[1,-j,-1,j]^T的規(guī)律循環(huán)重復；第三列之后是待發(fā)送的實數(shù)數(shù)據(jù)符號，將第三列實數(shù)數(shù)據(jù)符號的功率減半，并復制到第一列；

(3)對插入導頻的數(shù)據(jù)符號塊進行調(diào)制，添加初始相位φ_m,n，得到待發(fā)送的調(diào)制信號s[k]；

(4)待發(fā)送的調(diào)制信號經(jīng)過多徑信道后，獲得接收信號r[k]；

(5)將接收信號r[k]依次進行串并轉(zhuǎn)換、多相濾波、快速傅里葉變換和刪除初始相位，得到信號

(6)當是發(fā)送的導頻符號時，假設(shè)導頻兩側(cè)放置的是數(shù)據(jù)保護列，計算偽導頻利用信號和偽導頻進行初步信道估計，得到