[發明專利]OFDM系統中基于信道質量的導頻圖譜設計方法

有效

• 申請號: 202010197735.3
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111404657B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李建坡;李美霖;王文婷;王磊;李世慈;薛鵬;王珺
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明是一種OFDM系統中基于信道質量的導頻圖譜設計方法，其特點是：在導頻插入圖譜設計方面，提出了一種梯形分布周期性循環的導頻分布方法，導頻在時域和頻域上與相鄰導頻距離盡量靠近，以提高信道估計的準確性，同時分布的不均勻節省了導頻的開銷；在基于信道質量的評價機制及導頻調整方案方面，終端用戶獲取信道質量信息CQI，利用信道質量信息來獲取當前導頻設計中的參數k。具有科學合理、適用性強、高頻譜利用率、能夠適用于復雜環境等優點。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種OFDM系統中基于信道質量的導頻圖譜設計方法。

背景技術

信道估計是無線通信系統信息傳輸的重要環節之一，準確的信道估計信息對于基站側的預編碼、資源分配以及終端的信號檢測或均衡有著至關重要的作用。在正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)系統中，終端通過上行鏈路向基站發送已知圖形和位置信息的導頻信號，利用導頻信號進行信道估計。

目前，導頻設計主要考慮導頻的形狀和導頻的插入方式問題。導頻形狀主要分為塊狀導頻、梳狀導頻和網格狀導頻。塊狀導頻在頻率方向上占據了一個OFDM信號上所有的子載波位置，在時間上呈周期分布，塊狀導頻要求相鄰的導頻間隔必須遠小于多普勒相干時間；梳狀導頻在所有時刻都有分布，但集中在某些子載波上，在頻率上呈周期性分布，相鄰導頻間隔遠小于信道相干帶寬；網格狀導頻在時間和頻率上都呈現周期性分布，滿足上述兩者條件。現有的導頻設計針對頻譜利用率的問題研究不多，由于信道傳輸中對時域、頻域、空域三個域都要考慮，尤其是在空域，不同天線發射的導頻序列需要相互正交，否則在接收端就無法區分各個導頻，所以有些導頻設計考慮了導頻污染問題，但沒有考慮導頻開銷問題。

發明內容

本發明的目的是，針對大量導頻造成的巨大導頻開銷、頻譜利用率低等問題，提出一種科學合理，適用性強，高頻譜利用率，能夠適用于復雜環境，獲取信道質量信息準確的OFDM系統中基于信道質量的導頻圖譜設計方法。

本發明的目的是由以下技術方案來優化的：一種OFDM系統中基于信道質量的導頻圖譜設計方法，其特征是，它包括：導頻插入圖譜設計、基于信道質量的評價機制及導頻調整方案：

1)導頻插入圖譜設計；

提出了一種梯形分布周期性循環的導頻分布方法，每一個梯形導頻分布圖案為一組導頻，導頻圖案以矩陣的方式進行表示，每個矩陣的行數為OFDM符號數N，列數為子載波數M，規定k為當前每個OFDM符號包含的相鄰導頻個數，初始值取k＝2，k的取值根據基于信道質量的評價機制及導頻調整方案進行變化，導頻圖案H_N×M表示為：

其中，1表示導頻點，0表示數據點，參數M、N、k滿足：

M＝(2k-4)×N-k+10 (2)

當N＝4，k＝2，M＝8時，初始導頻圖案表示為：

當N＝4，k＝3，M＝15時，導頻圖案表示為：

這樣可以保證每列都有非0值且不超過兩個，每組導頻圖案以組的形式進行周期性循環；

2)基于信道質量的評價機制及導頻調整方案；

利用終端用戶獲取的信道質量信息(Channel Quality Indicator，CQI)來表示，CQI代表當前信道質量的好壞，和信道的信噪比大小相對應，CQI取值范圍為n＝0～31，當n＝0時，信道質量最差，當n＝31時，信道質量最好，通常取值為n＝12～24，因此當前每個OFDM符號包含的相鄰導頻個數k的計算公式為：