[发明专利]适用于OFDM的多载波传输的时变信道参数估计方法

说明书

技术领域

本专利属于移动通信系统领域，高速时变信道下OFDM的多载波传输，利用信道导频 进行信道参数估计的方法。

背景技术

正交频分复用多址(OFDMA)是OFDM无线接入技术的上行接入方式，它拥有了OFDM 技术的所有优点，如高频谱利用率，支持高速传输和良好的抗多径衰落能力。在系统的接收端 解调时，与非相干解调相比，相干解调接收具有较好的误码性能，但相干接收机需要利用信 道参数，它通常由接收机的信道估计算法得到。信道估计的准确度对OFDMA通信系统的 整体性能具有重要影响。目前有些作者对OFDMA上行链路作了很多的研究，尤其对信道 估计问题进行了广泛和深入的研究，得到了许多性能良好的信道估计算法，归纳起来估计方 法一般分为盲估计和基于导频的方法。

目前大多数信道估计方法均假设信道特性在一个OFDMA符号周期内不变化或变化很 小，所给出的算法适用于缓变信道估计。

但是，未来的OFDMA系统载波数量更大，用户移动速度更快，信道的快变特性更加明 显。正交频分复用多址通信系统(OFDMA)载波间的正交性遭到破坏，从而产生载波间的相 互干扰(ICI)，传统的信道估计方法(不考虑ICI影响，把ICI当作噪声处理)的精度下降。为 此，Choi等人提出了相应的快变信道估计方法，但该方法计算量太大，且需要信道的统计 特性知识，而实际信道的统计特性往往很难精确得到，其实用价值受到影响。

本专利利用插入信道导频技术对信道进行比较精确地估计方式，并将载波间干扰消除技 术与此种信道估计技术有机结合，使OFDMA能应用到高速时变信道的情况。

专利内容

一、方法说明

本专利最大的亮点即是能够解决OFDM技术在高速移动的环境下所遇到的信道估计的 问题，计算复杂度小，并将其运用到多用户的通信过程中去。

Linartz等人证明：在大多数应用条件下(即归一化多普勒频移小于0.2条件下)，信道在 一个OFDMA符号周期内的变化近似满足线性特性，我们在OFDMA系统ICI特性的时域 和频域分析基础上，利用信道变化的线性特性，提出了一种新的快变信道估计方法，该方法 考虑了ICI影响，且具有计算量小、不需要信道的统计特性信息等优点。我们还得到如下结 论：与慢变信道情形(信道在一个OFDMA符号周期近似不变化或变化很小)不同，在信道快 速变化条件下，当OFDMA系统中的导频应分成许多长度相同的组，且这些组在OFDMA 帧中等间隔分布时，信道估计误差最小。

为了说明这个问题，我们将在后续的工作中将传统的导频分布的方法与本专利采用的组 导频分布方法，分别在高速移动环境下作信道估计，作性能比较。

二、OFDM参数设置

本专利提出一种任意子载波分配OFDMA上行链路信道估计方案，用户间的子载波占用 方式如图1。相对于固定分配方案，如子带，交织等可以获得更多的频率分集增益。而对于 用户来说选择较好的信道传输可以进一步的降低误码率，增大传输速率。

本方案依照802.16e标准，载频采用2.4GHz频段，调制方式为QPSK。上行链路采用 子信道，以节省功率。这里采用上行可选的部分使用子信道分配方法(PUSC)。PUSC分配子 信道时，先把可用子载波分成子信道，再在每个子信道中选择导频子载波，它与完全使用子 信道方法(FUSC)的区别在于导频子载波的指定是在子信道化之前还是之后。一个OFDM符 号含2048个子载波，其中有159个左空子载波，160个右空子载波，1个位于正中间的空子 载波。有效子载波数为1728个，其中有192导频子载波，1536个数据子载波。子信道数为 96，每个子信道含16个数据子载波。数据子载波以子信道为单位，伪随机地分配给每个用 户。例如，802.16e标准下，70个子信道(编号为0到69)时，上行链路的子信道分配顺序如 下：