[发明专利]正交频分复用移动通信系统中时频最优的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线移动通信系统的信道估计算法，尤其涉及一种正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统的信道估计方法。 

背景技术

OFDM技术是多载波并行传输中的代表性技术，因具有抗多径衰落能力强、对窄带干扰和窄带噪声不敏感、带宽扩展灵活和支持可变用户速率等一系列特点，使其得到了广泛的关注和越来越多的应用。 

在无线通信系统中，相干检测比非相干检测多3-4dB的性能增益，因此常采用相干检测技术。为了实现相干检测，需要在接收端进行信道估计。为了能够及时准确地估计出信道参数，实际的通信系统常采用基于导频序列的信道估计方法。其基本思想是：在发送端适当位置间歇插入导频，接收端利用导频恢复出导频位置的信道信息，然后利用某种处理手段(如内插、滤波、变换等)获取所有数据位置的信道信息。 

通过导频位置的信道信息恢复出所有数据位置的信道信息的最优准则是线性最小均方误差(LMMSE)，该准则下的最优滤波器是二维维纳滤波器。但是该算法实现时需要预先知道信道的统计信息且需要矩阵求逆运算，因此在实际系统中往往不能得到很好的应用。为了降低实现复杂度，研究者提出了一些基于LMMSE的改进信道估计算法。其中，基于二维快速傅立叶变换(FFT)的OFDM信道估计算法能够在估计性能和实现复杂度之间取得较好的平衡。 

然而，在实际的OFDM系统中，为了考虑成形滤波器的物理可实现性，一些处在滤波器滚降域也即所分配带宽边缘的子载波是不用来进行数据传输的，也即实际的OFDM系统必须考虑保护带。保护带的存在使得基于FFT的频域滤波产生频谱泄漏，从而导致信道估计性能的恶化。另一方面，基于FFT的时域插值或滤波在终端高速移动时也会导致信道估计性能的恶化。本发明主要提供一种适用于 系统存在保护带以及终端高速移动情形下的OFDM信道估计方法。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种用于正交频分复用移动通信系统中时频最优的信道估计方法，该方法能在系统存在保护带以及终端高速移动的情况下以较低的复杂度实现逼近最优的信道估计性能。 

技术方案：本发明中的正交频分复用移动通信系统中时频最优的信道估计方法按如下步骤进行： 

步骤一、在发送端构造时域、频域二维导频数据结构，在频率方向放置L_F个间隔为D_f的导频符号，在时间方向放置的L_T个间隔为D_t的导频符号，频率方向的导频符号由长度为L_F的Zadoff-Chu序列构成，时间方向的导频符号是频率方向导频符号的重复； 

步骤二、在接收端，按如下公式获取导频符号处信道参数的最小二乘估计： 

Hp^=diag{Xp}HYp]]>

其中，X_p是由所有导频符号组成的向量，Y_p是由所有接收导频符号组成的向量， 是由所有导频符号处的频域信道参数的最小二乘估计值所组成的向量，diag{X_p}表示主对角元为的X_p对角阵，上标(·)^H表示矩阵的共轭转置运算； 

步骤三、在接收端，对步骤二中得到的导频符号处的信道参数 进行二维离散余弦变换，得到信号d； 

步骤四、在接收端，按如下公式对步骤三得到的信号d进行单点滤波： 

d~=Γd]]>