[发明专利]发射分集块传输系统的训练序列设计及其信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，特别涉及一种在无线通信系 统中基于训练序列的发射分集块传输系统的训练序列设计和信道估 计方法及其传输系统。其中训练序列设计包括多种训练序列设计方 法，块传输技术包括训练信息携带技术、块调制技术、保护间隔填充 技术或前导序列技术。

背景技术

宽带无线传输必须面对信道时延扩展引入的ISI(Inter Symbol Interference，符号间干扰)或频率选择性衰落问题。两种块传输技术： OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用) 和SC-FDE(Single-Carrier Freuqency Domain Equlization，单载波频域 均衡)技术可以在频率选择性衰落信道中可靠地实现高速率传输，且 具有实现简单等优点，并已广泛应用于如无线局域网、固定无线接入、 数字音频和视频广播等无线通信系统中。OFDM技术是一种有效的块 传输技术，其技术核心是将待传输符号映射为子载波组成频域数据块 的块调制技术。OFDM块调制首先将待传输符号组合成频域数据块， 经过离散傅立叶反变换后得到时域数据块。时域数据块和频域数据块 是数据块的两种表现形式，二者互为离散傅立叶变换或反变换。针对 OFDM技术峰均比高、对频偏敏感等缺点，近年来提出的SC-FDE技 术是一种新的块传输技术，其技术核心是接收端在频域完成信道均 衡，大大降低了系统复杂度。

通常在复杂的传输环境中，为了对抗时延扩展引入的数据块间干 扰并保证通信系统的可靠性和高效性，通信系统采用的方法是传输一 段训练信息。根据块传输系统训练信息在帧结构中的位置和形式，存 在多种训练信息携带技术。在基于训练序列的发射分集块传输系统 中，训练序列作为一段已知信息与数据在时域上互不重叠地传输，并 且训练序列也可作为传输数据块间的保护间隔和帧同步，收端还可以 利用训练序列进行接收机同步和信道估计等。块传输系统中，训练序 列信息携带技术包括但不限于独立的训练信号帧、保护间隔填充的训 练序列、或作为前导序列的训练序列。

此外，信号在无线传输系统中传输时会遇到各种衰落和噪声，当 信道处于深度衰落中时，数据传输可能失败，分集技术是克服频率和 时间选择性衰落的有效技术，其目标是将相同信息经过多个相互独立 的衰落信道分别传输，收端采用适当的合并方法进行合成以获得分集 增益。分集方法包括时间分集、频率分集和空间分集等。空间分集方 法在无需增加频谱资源和天线发送功率的情况下，可以使信道容量成 倍提高，并且还可以提高系统可靠性，降低误码率，提高频谱利用率。 对于带宽受限的高速无线通信系统，由于空间分集不降低频谱效率， 空间分集方法是提高系统性能较好的方法，因此成为无线通信领域的 热点，如MIMO(多输入多输出)系统。空间分集又分为接收分集和 发射分集，相对于需要多接收天线和射频前端的接收分集技术，发射 分集在不明显增加接收端成本和复杂度情况下，同样能获得较好的性 能增益，因此特别适合于广播系统并受到广泛关注。

但是，目前对发射分集系统的研究主要集中在数据分集方法上， 并通常假设接收端能得到理想的信道估计。实际应用中，信道估计是 很困难的，并且可能误差很大，特别是多天线系统，不仅存在噪声的 干扰和信道的影响，还存在其它天线的同频同时干扰。因此接收机的 信道估计是发射分集传输系统需要面对的挑战，基于训练序列的块传 输系统携带的训练序列或前导序列能够有效地辅助接收机完成信道 估计。根据块传输系统训练序列的设计方法不同，如空时、空频、空 码或其组合，可以适应不同信道传输环境。若发端是多种设计方法组 合，收端依据多种训练序列的特征还可以得到多个信道估计，并根据 信道特点通过选择或合并的方法得到合适的信道估计，具有信道自适 应特点。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，在基于训练序列的发射分集块传 输系统中，收端接收信号是各发端信号经过各自信道的叠加，收端需 区分并合并不同发端的发射信号，因此需要得到准确的信道估计以解 调接收信号。

本发明的目的就是提供一种基于训练序列的发射分集块传输系 统的训练序列设计和信道估计方法，发送端利用空时、空频、空码及 其组合设计训练序列，接收端根据训练序列特征进行信道估计，包括 步骤如下：

步骤A.根据传输信道特征选择空时、空频、空码或其组合设计 对应各天线的训练序列；