[发明专利]一种多入多出正交频分复用系统的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的信道估计方法，尤其涉及信息的无线传输领域的与正交频分复用技术相结合的系统的信道估计方法。 

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转变成平坦信道，从而能够有效地抵抗频率选择性衰落的影响，而MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，增加了系统的传输速率。在未来的宽带无线通信系统中，多径衰落信道和带宽效率是两个最严峻的挑战。将MIMO技术与OFDM相结合能够为无线通信系统提供更高的系统容量和更高的数据传输速率，在未来的无线通信中有广泛的应用前景。对于相干检测的MIMO-OFDM系统，信道估计极大地影响着整个通信系统的性能。 

在OFDM系统中通过在子载波上插入导频可以容易地实现信道估计，然而在多发射天线的OFDM系统中，每一个接收天线的信号来自多个发射天线的独立衰落信号的叠加，因此针对单天线的OFDM信道估计方法不能识别出多个信道衰落系数。目前在MIMO-OFDM系统中，采用的信道估计方法大致可以分为：基于训练序列的MMSE(最小均方误差)估计、基于训练序列的LS(最小二乘)估计、基于导频的信道估计、盲估计和半盲估计。考虑到算法的复杂度和估计精度之间的均衡，实际的MIMO-OFDM系统往往通过设计导频形式而采用基于导频的信道估计方法。 

另外在实际的MIMO-OFDM系统中，信道估计是在同步之后进行的，同步技术对信道估计的性能有着一定的影响。同步技术包括定时恢复和频偏估计。定时偏差和频偏估计的误差都会影响系统的性能。如果定时的偏移量与最大时延扩展的长度之和仍小于循环前缀的长度，定时是正确的，但是定时的偏移会引起子载波相位的旋转；而进行小数倍频偏估计时，各种估计算法都不可避免的存在估计误差，引起子载波相位的偏移。在一帧信号的时间内，往往假设信道是慢变的，但是信道的缓慢变化，也会引起因此子载波相位的变化。因此，定时偏移、频偏估计的误差和信道的缓慢变化，都会造成子载波相位的旋转或偏移，这需要利用信道估计进行相位补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多入多出正交频分复用系统的信道估计方法，解决现有估计方法在估计精度和实现复杂度之间的矛盾，以及解决现有技术无法对由于非理想同步引起的子载波相位偏移进行补偿的技术问题。 

为达到上述目的，本发明提供了一种多入多出正交频分复用系统的信道估计方法，其特点在于，包括如下步骤： 

步骤一，用最小二乘法得到系统第j个接收天线、第i个发送天线组成的收发天线对的训练导频符号位置信道响应H_Pji；其中1≤j≤N_r，1≤i≤N_t；N_r、N_t分别是收、发天线的数目； 

步骤二，对H_Pji通过插值得到该收发天线对间的所有子载波位置的信道响应值H_ji； 

步骤三，对H_ji作逆傅立叶变换由频域转换到时域，得到多径信道的冲激响应h_ji； 

步骤四，进行重要路径的选择，得到经选择后的信道冲激响应h′_ji； 

步骤五，对h′_ji作傅立叶变化由时域转到频域，得到信道的响应H′_ji； 

步骤六，重复以上步骤一至步骤五，遍历所有的收发天线对，得到数据帧的所有收发天线对间当前信道的信道响应估计初值H′_ji，其中i＝1，...，N_t；j＝1，...，N_r； 

步骤七，由该数据帧的参考导频符号估计出信道相位的偏移量φ_ji，其中i＝1，...，N_t；j＝1，...，N_r； 

步骤八，利用步骤七的偏移量φ_ji对步骤六的信道响应估计初值H′_ji进行补偿，得到该多入多出正交频分复用系统的最终信道响应估计H； 

在所述步骤四中，通过如下步骤中的一个选择所述重要路径：