[發明專利]基于最小能量小波框架的最小二乘信道估計方法

有效

• 申請號: 201910702284.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110430149B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 謝映海;吳斌;胡澤鑫
• 申請（專利權）人: 珠海中慧微電子有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍

基于最小能量小波框架的最小二乘信道估計方法，步驟如下：采用LS算法進行信道初步估計；對初步信道估計結果進行能量歸一化處理，得到歸一化數列；采用最小能量小波框架對歸一化數列進行第一層分解和第二層分解，得到分解數列；基于硬閾值函數對分解數列進行去噪處理；采用小波塔式重構算法進行信號重構，對重構得到的新信號進行逆能量歸一計算，得到最終估計值。本發明在傳統LS算法得到的初步信道估計結果的基礎上增加一個基于最小能量小波框架的信號處理環節，可以LS算法得到的估計結果中的誤差成分，從而提高信道估計的精度。而且小波塔式分解和重構算法的計算復雜度低，易于工程實現，為后續的信道均衡和譯碼性能提升奠定基礎。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤指涉及一種OFDM系統的信道估計方法。

背景技術

無線移動信道具有頻率和時間選擇性衰落特性，會造成信息傳輸中的符號間干擾，誤碼特性變差，因此，要實現接收端相干解調，必須要進行信道估計。利用導頻信號進行信道估計是目前最為常用的一種技術手段。對于接收端而言，雖然發送信號是已知的，但其接收信號不可避免要受到噪聲的干擾，而噪聲的隨機性和不可知性，使得不管采用什么方法信道估計結果都會存在一定的估計誤差。

OFDM系統的一個特點是在頻域上對信號上進行處理，因此OFDM系統的信道估計思路一般都是將信號變換到頻域上來降低接收復雜度。LS(最小二乘)算法和MMSE(最小均方誤差)算法是目前OFDM系統最常用的兩大類信道估計方法。LS算法要求信道估計的結果使得實際接收信號和理論接收信號之間的誤差平方最小，即求式中的H_LS為信道估計值，ε^Tε＝(Y-H_LSX)^T(Y-H_LSX)，Y＝HX+N，H_LS＝YX^-1，X為發送信號，H為信道頻率響應，N為加性高斯白噪聲；LS信道估計的估計方差為σ_n為噪聲，σ_s為通信信號功率，SNR表示接收信號的信噪比值。由以上計算過程可知，LS算法的信道估計算子是直接在頻域上將接收到的信號與導頻符號相除，計算量小，工程實現簡單，但該算法估計時忽略了噪聲的影響，在實際應用中信道估計值對噪聲的影響比較敏感，一旦噪聲較大時，信號估計精度會快速降低，估計性能相對較差。

MMSE算法的估計準則是信道估計的均方誤差最小，即求使得如下的代價函數最小：信道頻域響應的MMSE估計值為式中的R_HH表示信道的自相關矩陣。MMSE算法利用了噪聲和信道的統計特性，對應ICI和高斯白噪聲有很好的抑制效果，可以獲得較好的信道估計性能，但該算法要涉及到矩陣的求逆運算，還需要知道噪聲和信道的統計特性，計算量比較大，當子載波數量較大時，矩陣的維數對應增加，求逆運算更為復雜，工程實現難度大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種信道估計精度高、計算復雜程度較低的OFDM系統的信道估計方法，可以對傳統LS算法的估計結果進行改善。

為了實現上述目的，本發明采取如下的技術解決方案：

基于最小能量小波框架的最小二乘信道估計方法，包括以下步驟：

采用LS算法進行信道初步估計，得到初步信道估計結果；

對初步信道估計結果進行能量歸一化處理，得到初步信道估計結果的歸一化數列；

采用最小能量小波框架對歸一化數列進行分解，得到分解數列；

基于硬閾值函數對分解得到的分解數列進行去噪處理；

采用小波塔式重構算法進行信號重構，得到重構的新信號；

對重構的新信號進行逆能量歸一計算，得到最終估計值。

進一步的，采用最小能量小波框架對歸一化數列進行兩次分解。