[發(fā)明專利]一種基于相位補償?shù)腖S信道估計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711247278.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107749832A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 黨晶晶;程莉;袁夢;王波;王程濤
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙)33228
• 代理人: 潘李亮

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理領域，尤其涉及一種基于相位補償?shù)腖S信道估計方法。

背景技術

信道估計就是從接收數(shù)據(jù)中估計從發(fā)射端到接收端之間的無線通信鏈路的增加模型參數(shù)，即該信道模型的時域或頻域沖激響應，是無線通信中的關鍵技術之一，對于OFDM系統(tǒng)來說，就是估計每個符號或每個子載波的時域響應或頻域響應。一般采用基于導頻輔助調制的信道估計方法。基于導頻的信道估計原理是在發(fā)送端的適當位置插入導頻符號，在接收端通過接收到的導頻符號來估計導頻信道的信息，然后再利用插值算法來獲取整個數(shù)據(jù)信道的信息。在基于OFDM的新一代無線通信系統(tǒng)中由于傳輸速率較高并且需要使用相干檢測(coherent detection)技術獲得較高的性能，因此通常使用基于導頻輔助調制的信道估計方法獲得較好的估計效果，這樣可以更好的跟蹤無線信道的變化從而可以有效提高接收機性能。

常見的基于導頻的信道估計方法主要是最小平方信道估計方法(LS)，但是該方法忽略了頻偏對信道估計結果的影響，所以得到的結果的準確性較低。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種能有效降低頻偏對信道估計影響的基于相位補償?shù)腖S信道估計方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于相位補償?shù)腖S信道估計方法，它包括以下步驟：

S1、發(fā)送端在發(fā)送信號中插入導頻信號，選擇每幀中的其中兩個符號作為導頻符號位，其他十二個符號則為信號符號位；

S2、接收端通過對導頻信號的處理獲得信道的相關參數(shù)，然后根據(jù)得到的相關參數(shù)通過LS信道估計算法得到這兩個導頻符號位中的導頻信號的信道響應；

S3、對其中一個導頻符號位中的導頻信號的信道響應進行相位補償，使得兩個導頻信號的信道響應的相位相同，然后再通過插值算法計算其他十二個信號符號位中的信號的信道響應。

采用以上方法與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明提供一種基于相位補償?shù)腖S信道估計方法，同最初的LS信道估計方法相比，該方法不僅降低了LS算法的計算復雜度,而且提高了LS估計算法的性能；該方法通過與最初的LS算法對比，確保了考慮頻偏的影響,通過插值算法從一定程度上補償了不考慮頻偏的影響所帶來的缺點，即頻偏占主要因素的條件下,為信道估計提供了另一種解決方法，這種信道估計改進方法的效果更為明顯。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發(fā)明做進一步描述，但是本發(fā)明不僅限于以下具體實施方式。

一種基于相位補償?shù)腖S信道估計方法，它包括以下步驟：

S1、發(fā)送端在發(fā)送信號中插入導頻信號，選擇每幀中第三和第十個符號作為導頻符號位，其他十二個符號則為信號符號位；

S2、接收端通過對導頻信號的處理獲得信道的相關參數(shù)，即信道的沖激響應(或沖激響應的傅立葉變換)，然后根據(jù)得到的相關參數(shù)通過LS信道估計算法得到這兩個導頻符號位中的導頻信號的信道響應；此處的LS信道估計算法為現(xiàn)有技術普遍采用的LS信道估計。

假設OFDM系統(tǒng)模型用下式表示：

Y_p＝H*X_p+W_p；

式中H為導頻點處的信道頻率響應；X_p為本地生成的參考導頻信道；Y_p為接收到的導頻信號；W_p為導頻點處的高斯噪聲。

LS信道估計就是對上式中的參數(shù)H進行估計，使目標函數(shù)J最小，目標函數(shù)如下式。

其中是接收端導頻子載波處的接收信號組成的向量；是經(jīng)過信道估計后得到的導頻輸出信號；是信道響應H的估計值。

之后可以得到LS算法的信道估計值為：

S3、對第十符號位處的導頻信號的信道響應進行相位補償，使它與第三符號位的導頻信號的相位相同，然后再通過插值算法計算其他十二個信號符號位中的信號的信道響應。

其中插值算法有兩種，其一是分別是半插值算法與全插值算法，

(1)半插算法，將多個符號看作一個整體計算頻偏。如表1所示將14個符號分為6部分，每一部分中的各個符號的信道估計值是相同的。其中H₀、H₁由3個符號組成，其它部分分別由2個符號組成。即H₀、H₁的信道估計值代表導頻符號位的值。兩個導頻符號，第3個和第10個符號中間的差值為7個符號，而在半插算法中實際只差2.5部分。此種算法下頻偏為