[發明專利]一種單載波頻域均衡系統的信道估計與濾噪方法

在審

• 申請號: 201911314959.1
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111277521A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 秦川;鄭太成;顧品標;杜曉明;陳建新
• 申請（專利權）人: 南京六九零二科技有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曹坤

本發明公開了一種單載波頻域均衡系統的信道估計與濾噪方法。本發明屬于通信技術領域，尤其涉及單載波頻域均衡系統中信道估計與濾除噪聲方法。所述方法主要包括：接收端讀取M點導頻數據；對得到的導頻數據進行最小二乘估計，得到所述導頻信號的時域信道；將時域信道前N?1點數據拼接到尾部形成新的N+M?1點時域信道,并對新的時域信道進行最大能量窗滑動搜索，得到最大能量窗起始位置；利用能量窗外的信道估計值進行噪聲估計，根據噪聲對能量窗內窗外進行聯合降噪處理；對降噪后的原始時域信道中間補零，補齊至有用數據的長度，得到估計的有用數據的時域信道。本發明方法使用最大能量窗搜索以及窗內窗外聯合降噪的方法，最大程度上保留信道中的有效能量徑，濾除噪聲徑，信道估計準確，誤差小。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及單載波頻域均衡系統中信道估計與濾噪方法。

背景技術

2003年發布的IEEE 802.16a標準在IEEE 802.16標準的基礎上制定了2～11GHz租用頻帶的空中接口標準，并規定了SC-FDE系統作為傳輸模式之一。IEEE 802.16a標準中的單載波傳輸模式不同于傳統的單載波傳輸，它發送的是調制后的高速率單載波信號，接收端通過FFT和IFFT變換來實現頻域均衡，實際上是對接收信號的頻域分析，這種系統稱為單載波頻域均衡系統。

信號的發送載體即為信道，主要的傳播信道為無線信道。無線信道由于其傳播環境惡劣，會產生符號間干擾，使得接收的信號嚴重失真。由于無線信道的這種特性，使得信道有很大的隨機性，因此對信道的估計和預測是非常有必要的。

現有技術中存在一種信道估計方法。這種方法發送的信號由導頻信號和有用數據組成。首先，將導頻插入到發送端的適當位置；然后，在接收端通過信道估計準則來得到插入導頻位置的信道信息；最后，在得到的信道信息的基礎上，于是整個信道的信息可以通過內插、濾波等方法來得到。具體的，在估計出導頻位置的頻域信道后，通過快速傅里葉變換(IFFT)得到時域信道沖擊響應。由于導頻的長度小于有用數據的長度，依次需要在導頻時域信道沖擊響應后面補零，補齊到有用信號的長度，依此得到有用信號的時域信道沖擊響應。

發明人發現現有技術中至少存在如下問題：在理想情況下，經由信道估計得到的時域信道沖擊響應能量較大點通常全部集中在信道前端，而在時域信道沖擊響應末端的點的能量值一般為零。而在具體實現過程中，由于收發兩端的濾波器以及多徑信道的共同作用，會使得經由信道估計得到的時域信道沖擊響應發生能量擴散現象，如果同步階段不能給出準確的信道估計FFT窗位置，由于FFT計算產生循環移位，求得時域信道能量較大的徑不一定全部集中在信道前端，而在時域信道末尾會出現若干能量較大徑。此外，考慮噪聲的影響，時域信道沖擊響應各徑都摻有噪聲能量。針對尾部出現較大能量徑，現有技術主要由以下兩種：(1)在定時同步階段通過設置靜態門限來找到符合條件的首條能量徑，依此作為FFT窗起始點；(2)在同步階段給出FFT窗起始點的基礎上，提前一個固定的m點取數，并以次作為新的FFT起始點。針對各徑均摻雜噪聲的方法主要是保留時域信道中最大的n根徑，其余各徑置零。無線信道是動態變化的，設置靜態門限和提前固定m點取數的信道估計方法以及保留n點最大徑的濾噪方式并不適用復雜多變的無線信道條件，不能完全解決尾部出現較大能量點的問題以及最大程度濾除信道噪聲。這樣得到的信道估計結果去除了尾部可能出現的較大能量點，與有用數據信道情況有很大誤差，這些誤差會導致解調錯誤，并導致解調性能降低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單載波頻域均衡系統信道估計與濾噪方法。此方法能夠充分考慮由于FFT循環移位引起的時域信道沖擊響應末端出現的較大能量點，采用最大能量窗的方法把末端較大能量點循環移位道信道前端，并采用窗外置零和窗內門限篩選的方法去除噪聲影響。本發明提供的方法信道估計準確，誤差小，可以保證高速業務中信道的性能穩定可靠。

本發明的技術方案是：一種單載波頻域均衡系統的信道估計與濾噪方法，該方法包含以下步驟：