[發明專利]一種基于可變窗長的CCFD系統自干擾信道估計方法和裝置

有效

• 申請號: 201310399114.3
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103414669A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 劉鳳威;趙宏志;王務鵬;唐友喜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03;H04L25/08
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及數字自干擾抑制技術中的干擾信道估計技術，特別涉及一種基于可變窗長的CCFD系統自干擾信道估計方法和裝置。

背景技術

日益稀缺的頻譜資源是制約現代無線通信發展的瓶頸。傳統通信系統的雙工方式分為時分雙工(TDD)與頻分雙工(FDD)，分別在不同時隙和不同頻率傳輸上下行數據。同時同頻全雙工(CCFD)系統，能夠在同頻率、同時刻傳輸上下行數據，獲得了更高的系統容量及頻譜利用率，成為近年來無線通信研究的熱點之一。

CCFD系統中，本地發射信號會對本地接收信號產生的干擾，由于收發天線的位置關系，自干擾信號功率總是遠大于期望接收信號功率。針對大功率的自干擾信號，已有的自干擾抑制方法包括：數字自干擾抑制、模擬自干擾抑制和天線自干擾抑制。干擾信道估計技術是影響數字自干擾抑制技術的關鍵因素。在發射端，近、遠端信號導引采用正交導引符號設計，包括頻分復用和時分復用兩種方案，因此進行自干擾信道估計不會受到遠端期望信號的影響。CCFD系統中常見的信道估計算法主要包括以下三類：

（1）LS(LeastSquares)算法：LS信道估計應用誤差的平方和最小這一準則來對信道的沖激響應進行估計，是最簡單的信道估計，LS信道估計值由H_LS=X^-1Y表示，X為設計的導引向量，(·)^-1表示矩陣的逆，Y為接收的導引向量。

（2）LMMSE(Linear?Minimum?Mean?Square?Error)算法：LMMSE算法是對LS算法的改進，該算法是以最小化均方誤差為準則的線性信道估計，其本質是利用信道的自相關矩陣修正LS信道估計以抑制噪聲，是線性最優的信道估計方法，其信道估計值由H_LMMSE=R_H(R_H+N₀I)^-1H_LS表示，R_H=E{HH^H}表示信道自相關矩陣，N₀表示噪聲功率，I為單位矩陣。在CCFD系統中，近端干擾天線與接收天線相對靜止，信道多徑特征變化相對較慢，可通過時間平均技術獲取R_H的估值。

（3）DFT-based算法：DFT-based信道估計基于LS信道估計技術，利用時域信道能量集中的特點實現降噪。DFT-based信道估計將LS信道估計值通過IDFT變換到時域，再進行時域加窗實現降噪，完成加窗降噪后，再通過DFT變換至頻域。其信道估計由表示H_DFT-based=FDF^HH_LS，F表示DFT變換矩陣，(·)^H表示矩陣的共軛轉置，D=Im000]]>表示加窗矩陣，I_m表示m階單位矩陣。

分析上面三種類型，分別具有以下特點：LS算法具有實現簡單的優點，但不具備噪聲消除能力，在低信噪比時性能較差；線性最優的LMMSE算法具有最佳的噪聲消除效果，然而其計算復雜度過高，不適用于具有高計算負荷CCFD接收機。傳統的DFT-based技術采用固定窗長的濾波矩陣，造成了噪聲濾除不充分，或高信噪比條件下信號能量損失較大的問題。

為解決以上問題，本發明提出了一種可變窗長的DFT-based信道估計方案，該方案利用時域信道能量分布集中的特征，根據系統信噪比選取具有最小均方誤差(MSE)的噪聲濾除窗，在濾除噪聲的同時充分地保留了信道能量，提高了干擾信道估計精度。同時，由于該方法的主要計算集中于可快速實現的DFT與IDFT，因此計算復雜度較低。

發明內容