[发明专利]一种适用于多载波系统的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是高速通信的未来移动通信系统，提供了一种适用于多载波系统、尤其适用于多载波多天线系统的高性能的信道估计方法。

背景技术

未来移动通信业务的发展趋势是高质量多媒体的服务，小区吞吐量的要求将提高到100Mbps～1Gbps。然而，未来移动通信可用的频谱资源是有限的，为了在有限的频谱资源上实现高数据速率的信息传输，可行的办法就是开发频谱利用率更高的新的空中接口技术。

多入多出(MIMO)技术，又称多天线技术，能获得高频谱利用率和分集增益。多入多出技术与多载波技术，尤其是正交频分复用技术(OFDM)的结合，其处理复杂度仅与系统带宽成线性关系。近年来在世界上受到越来越多的关注，并且将成为未来无线通信系统物理层的核心技术。在多天线多载波通信系统中，接收机必须根据估计出的各个发射和接收天线对之间的信道频域特性才能完成相关检测的工作。信道估计精度对于多天线多载波系统的性能至关重要。另外，由于所有的发射天线同时连续地发送信号，在接收天线上收到的是来自所有发射天线的信号的混叠，这给信道估计带来了更大的难度。

在实际系统中，为了避免滤波器频域响应的滚降区域对信号造成畸变，通常将传输带宽的部分载波空置作为保护频带。由于保护频段的存在，破坏了导频的正交性，降低了信道估计性能，并且使一些高性能的信道估计方法难以采用简化算法，因此需要设计更合理的导频序列和更高精度的接收端算法。目前，针对虚载波存在下的多天线多载波系统的信道估计方法主要是基于最小二乘准则(LS)的信道估计方法，该方法基于多径时延已知的情况，并且需要矩阵求逆来保证精度。上述方法的缺点是计算复杂度高，无法满足实际应用的需要。

发明内容

针对上述信道估计中存在的问题，本发明提出一种适用于多载波系统、尤其适用于多载波多天线系统的信道估计方法。本发明能够很好的补偿虚载波带来的能量泄漏，有效抑制加性高斯白噪声，从而获得更好的信道估计性能。

本发明公开了一种用于多载波多天线系统的信道估计方法，包括步骤：

(1)在接收端提取导频位置的接收信号，进行初步的信道估计，得到每根天线的初始信道时域冲激响应；

(2)将所述得到初始信道时域冲激响应输入能量补偿模块，选取有效径，并针对每条有效径进行能量补偿，消除虚载波带来的能量扩散对信道估计造成的影响，得到更加准确的时域冲激响应；

(3)执行傅立叶变换，得到信道的频域响应估计。

优选地，对于信道的多径时延未知的系统，所述方法包括步骤：

(1)对于第n个符号，首先提取导频计算得到每根天线上时域信道估计的初始值h⁰(n)；

(2)进入时延未知的能量补偿循环模块，在第l次循环中检测当前剩余信道冲激响应h^l(n)，以找到最强径(l＝0为初始值)，判断所述径是否为有效径，如果所述径为有效径，则所述有效径的能量扩散进行恢复，即将所述径的复幅度乘以归一化的能量扩散补偿函数，得到所述径的能量扩散g^l(n)，并从剩余信道冲激响应中去掉所述最强径及其能量扩散，得到当前剩余信道冲激响应h^l(n)＝h^l-1(n)-g^l(n)，同时更新构造信道冲激响应，h~l(n)=h~l-1(n)+gl(n),]]>否则结束循环；

(3)循环结束后，分析信道冲激响应的初始值h⁰(n)，将小于门限值的采样点用相应的构造信道估计冲激响应替换，得到最终的信道冲激响应h(n)，经过傅立叶变换后得到最终的频域响应估计值H(n)。