[發(fā)明專利]基于時(shí)域閾值濾波的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010161848.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN111371709B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁冰;項(xiàng)婷婷;肖浪騏;楊永存;劉夢(mèng)雪;來(lái)新泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發(fā)明提出了基于時(shí)域閾值濾波的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在低信噪比的情況下所估計(jì)的信道頻域響應(yīng)的精度較低的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)步驟為：1)構(gòu)建正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)發(fā)送端的數(shù)據(jù)包F；2)對(duì)信道進(jìn)行頻域估計(jì)；3)獲取信道的初始時(shí)域沖激響應(yīng)h；4)構(gòu)獲取信道閾值濾波響應(yīng)為h_f(r)；5)計(jì)算閾值濾波參數(shù)ave和P_l；6)獲取OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)結(jié)果H(K)。本發(fā)明優(yōu)化了時(shí)域閾值濾波時(shí)的閾值濾波判決門限，且在閾值濾波時(shí)選取循環(huán)前綴長(zhǎng)度內(nèi)的數(shù)據(jù)幅值減去噪聲均值的差值作為待判決數(shù)據(jù)，在信噪比較低的情況下，有效提高了所估計(jì)的信道頻域響應(yīng)的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時(shí)域閾值濾波的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，可用于估計(jì)OFDM系統(tǒng)中的信道頻域響應(yīng)。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一種多載波調(diào)制的技術(shù)，OFDM系統(tǒng)使用OFDM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)流從發(fā)射端到接收端的傳輸。信道估計(jì)就是估計(jì)數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所經(jīng)過的無(wú)線信道的頻域響應(yīng)，來(lái)保證接收端正確的解調(diào)出發(fā)射端發(fā)射的信息數(shù)據(jù)流。現(xiàn)實(shí)生活中，信道的時(shí)延擴(kuò)展和環(huán)境中的高斯白噪聲都會(huì)對(duì)信道估計(jì)的結(jié)果的精度造成影響。最終影響接收端解調(diào)出來(lái)的信息數(shù)據(jù)流的誤碼率。精度越高，解調(diào)出來(lái)的信息數(shù)據(jù)流的誤碼率越低。

信道估計(jì)的方法分為盲或半盲信道估計(jì)、基于導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)、基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)算法，基于DFT的信道估計(jì)方法。盲信道估計(jì)方法根據(jù)信道以及接收信號(hào)的結(jié)構(gòu)特征來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，但是這種方法因其計(jì)算量大、收斂速度慢等固有缺點(diǎn)限制了它在實(shí)際中的應(yīng)用。基于導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)利用插入到數(shù)據(jù)符號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，但是插入的導(dǎo)頻序列頻譜利用率。基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)算法利用發(fā)送端數(shù)據(jù)包中的已知訓(xùn)練序列來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)，但是這種方法的信道估計(jì)結(jié)果往往不是最優(yōu)的，需要用基于DFT的信道估計(jì)方法來(lái)提高基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)的精度。

傳統(tǒng)的基于DFT的信道估計(jì)方法，通過消除循環(huán)前綴以外的噪聲來(lái)提高基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)的精度，該方法首先需要將基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法估計(jì)出來(lái)的信道頻域響應(yīng)進(jìn)行逆傅里葉變換IFFT，將信道頻域響應(yīng)轉(zhuǎn)換成時(shí)域沖激響應(yīng)。然后在時(shí)域?qū)π诺罌_激響應(yīng)進(jìn)行處理，將循環(huán)前綴長(zhǎng)度以外的信號(hào)判決為噪聲進(jìn)行濾除，最終將濾除噪聲之后的時(shí)域沖激響應(yīng)進(jìn)行傅里葉變換FFT，得到最終的信道頻域響應(yīng)。但是這種傳統(tǒng)方法并沒有對(duì)循環(huán)前綴以內(nèi)的噪聲進(jìn)行處理，使得估計(jì)出來(lái)的信道頻域響應(yīng)精度較差。例如申請(qǐng)公布號(hào)為CN 105763490 A，名稱為“一種改進(jìn)的帶內(nèi)降噪的DFT信道估計(jì)算法”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種時(shí)域閾值濾波的OFDM/OQAM系統(tǒng)信道估計(jì)方法。該方法中濾去了循環(huán)前綴之外的高斯白噪聲之后，將循環(huán)前綴長(zhǎng)度以外的高斯白噪聲的均值的一半作為判決門限，對(duì)循環(huán)前綴長(zhǎng)度以內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行濾波處理。但是這種方法在系統(tǒng)信噪比低的時(shí)候，由于噪聲的幅值比較大，容易將信道中時(shí)域信號(hào)判決為噪聲進(jìn)行濾除，導(dǎo)致所估計(jì)的信道頻域響應(yīng)的精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種基于時(shí)域閾值濾波的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在低信噪比的情況下所估計(jì)的信道頻域響應(yīng)的精度較低的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括如下步驟：

(1)構(gòu)建正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)發(fā)送端的數(shù)據(jù)包：