[發(fā)明專利]一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710320489.4
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107171984A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王聞今;趙錦程;張連煒;李怡寧;李靈瑄;石丁;洪姝;高西奇
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 饒欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法。

背景技術(shù)

為適應(yīng)通信發(fā)展的需要，下一代無線通信系統(tǒng)在提高數(shù)據(jù)傳輸速度的基礎(chǔ)上，必須具有更高的頻譜利用率和能效，其無線覆蓋性能、傳輸時延和用戶體驗顯著提高。系統(tǒng)支持不同業(yè)務(wù)的通信需求，特別是海量傳感設(shè)備及機器與機器(M2M)通信。系統(tǒng)還需具備充分的靈活性，整合及動態(tài)分配頻譜資源。

新一代多載波并行傳輸技術(shù)是發(fā)展下一代無線通信技術(shù)的關(guān)鍵。基于快速卷積的廣帶異步可調(diào)多載波技術(shù)在保留正交頻分復用(OFDM)抗多徑衰落能力強、實現(xiàn)復雜度低、易于與多天線技術(shù)(MIMO)結(jié)合等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，無需循環(huán)前綴(CP)對抗多徑衰落，從而能充分利用無線資源；各個子載波之間無需同步，增強了頻譜使用的靈活性；還具有峰均比低、載波旁瓣小等優(yōu)點。

對于廣帶異步可調(diào)多載波系統(tǒng)，尚無實用的導頻設(shè)計與信道估計方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷的一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法。

技術(shù)方案：為達到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法，包括以下步驟：

S1：發(fā)送端各子信道將時域?qū)ьl序列和數(shù)據(jù)序列混合成幀，成幀后的信號通過分段快速卷積多載波合成濾波器組進行多載波信號的合成，不同子信道的導頻序列僅占用對應(yīng)子信道所占的頻段；

S2：接收端依據(jù)子信道的導頻插入方案提取接收時域?qū)ьl序列，通過信道估計獲取子信道的時域抽頭系數(shù)；

S3：將估計出的時域抽頭系數(shù)進行時域降噪處理后，在其末尾補零并轉(zhuǎn)化到DFT域，得到子信道內(nèi)當時時刻的頻域信道估計值；

S4：將不同導頻序列估計出的頻域信道在時間維上進行插值，得到數(shù)據(jù)序列位置的頻域信道信息，用于頻域均衡。

進一步，所述步驟S1中，導頻序列和數(shù)據(jù)序列中間插入零保護間隔。

進一步，所述步驟S1中，分段快速卷積多載波合成濾波器組包括重疊分塊單元、小FFT單元、帶寬擴展單元、頻域濾波單元、大IFFT單元和分塊保留單元；分段快速卷積多載波合成濾波器組將成幀后的信號通過重疊分塊單元、小FFT單元、帶寬擴展單元和頻域濾波單元后，在DFT域進行拼接，再通過大IFFT單元和分塊保留單元進行多載波信號的合成，形成多載波數(shù)字基帶發(fā)送信號。

進一步，所述步驟S2具體通過以下過程實現(xiàn)：通過分段快速卷積多載波分析濾波器組形成子信道的基帶接收信號，對基帶接收信號進行接收時域?qū)ьl序列的提取，再根據(jù)最小均方誤差估計器或者最小二乘估計器估計子信道的時域抽頭系數(shù)；分段快速卷積多載波分析濾波器組包括重疊分塊單元、大FFT單元、頻域均衡單元、頻域濾波單元、小IFFT單元和分塊保留單元。

進一步，所述步驟S3具體通過以下過程實現(xiàn)：根據(jù)估計出的時域抽頭系數(shù)確定主徑的信道強度，將估計出的時域抽頭系數(shù)中小于門限值的位置置零，并補零至估計出的時域抽頭系數(shù)長度與大FFT單元尺寸相同，然后對補零后的序列進行FFT變換，得到子信道內(nèi)當時時刻的頻域信道估計值。

有益效果：本發(fā)明公開了一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法，具有如下有益效果：

1)導頻與數(shù)據(jù)在時域混合，不破壞子帶的頻譜，保持了廣帶異步可調(diào)多載波系統(tǒng)各子帶無需同步、獨立配置的優(yōu)點；

2)接收端首先在時域?qū)ьl接收信號進行信道估計，然后進行時域降噪后轉(zhuǎn)化到頻域，大大提高了估計精度；

3)通過特殊設(shè)計的信道估計器大大降低最小均方誤差準則下的信道估計復雜度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明具體實施方式中廣帶異步可調(diào)多載波系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實施方式中多載波合成與分析模塊的示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實施方式中單個子帶基帶發(fā)送與接收模塊的示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實施方式中單個子帶信道估計模塊的示意圖；

圖5為本發(fā)明具體實施方式中時域?qū)ьl和數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的介紹。

本具體實施方式公開了一種一種異步多載波系統(tǒng)頻域信道估計方法，包括以下步驟：