[发明专利]用于双向正交频分复用系统的导频传输和信道估计方法

说明书

技术领域：

本发明涉及无线通信技术领域，具体讲是一种用于双向正交频分复用系统的导频传输和信道估计方法。

背景技术

近年来，用户对视频电话和移动互联网等高速无线数据业务的需求日益增强，这对无线网络的覆盖和带宽提出了更高的要求。然而由于无线电波信号在空气中随着传输距离的增加而迅速衰减，在发射功率一定的制约下，无线网络的覆盖范围受到一定的限制。为解决上述问题，通过在网络中引入中继基站来帮助用户进行信号的转发，可以在一定程度上降低发射终端功率消耗，并增大传输距离.其中无线双向中继技术由于其较低的实现复杂度和较高的传输效率，在近年来得到了业界广泛关注。

在宽带无线通信系统中，信号发射带宽远大于无线信道的相干带宽.此时，发射数据经过信道后会受到符号间干扰.正交频分复用(OFDM)技术，通过对发送数据流分块，并为每一数据块添加循环前缀的方式，将宽带频率选择性信道转变为若干窄带平坦衰落信道，从而有效克服了符号间干扰。OFDM技术已被数字视频广播(DVB)，第三代移动通信系统演进版本(3G-LTE)等标准所采纳。

因此，将OFDM与双向中继结合成为一种自然的选择.通过OFDM技术可以有效避免高速数据流的符号间干扰，利用双向中继则可以增加无线网络覆盖范围并降低移动终端的功率消耗。在双向中继OFDM系统中，信号收发双方都需要首先移除自身发送数据对接收信号的自干扰，然后对移除自干扰后的信号进行检测以获得对对方发送数据的估计。在这一过程中，收发双方需要精确的自身与中继之间的信道信息以及中继与对方终端中间的信道信息，因此在信号收发双方处必须进行精确的信道估计。现有的导频传输和信道估计方法采用了正交导频插入的方式，即收发双方的导频占用不同的子载波，并且在对方放置导频的子载波上不再发送数据。这种方法具有以下不足：

第一、导频与数据采用正交的复用方式，对于具有K个子载波的系统，若其中n个子载波位置放置导频，则收发双方只能使用剩余的K-2n个子载波位置放置数据，这样为了获得较高的信道估计精度，通常需要插入较多的导频，这意味着将占用较多的子载波，从而导致数据传输效率大大降低。

第二、在信号收发双方进行信道估计时，只是根据对方导频信息进行信道估计，信道估计的精度较低。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种既提高了数据传输效率，又保证信道估计精度的用于双向正交频分复用系统的导频传输和信道估计方法。

本发明的技术解决方案是，本发明提供一种用于双向正交频分复用系统的导频传输和信道估计方法，它包括以下步骤：

(1)、信号收发双方将各自的包含有导频信号及发送数据的数据块进行归一化傅里叶变换，并添加循环前缀后同时发送给中继设备；

(2)、中继设备接收到数据块，移除循环前缀后，根据接收信号功率及自身发射功率对数据块进行适当放缩处理；

(3)、中继设备将处理后的信号收发双方发出的数据块添加循环前缀后，全部的数据块同时转发给信号收发双方；

(4)、信号收发双方根据接收到的包含有导频信号及发送数据的数据块进行信道估计；

所述步骤(2)中数据块中信号收发双方的导频所占用的子载波是正交的，信号收发双方的一方的导频和另一方的发送数据所占用的子载波是非正交的，

所述步骤(4)中信道估计的方法采用以下步骤：

a、根据对方导频信号及该导频子载波对应位置上的自身的发送数据进行信道初始估计，得出信道初始估计值；

b、根据信道初始估计值从接收到的数据块中去除自身发送数据引入的干扰，并检测对方发送数据，获得对方发送数据的初次估计值；

c、根据对方数据的初次估计值，对方导频信号、以及自身发送的导频及发送数据进行判决反馈信道估计，得出二次信道估计值；

d、利用二次信道估计值，再次从接收到的数据块中去除自身发送数据引入的干扰，并检测对方发送数据，获得对方发送数据的二次估计值，即得到最终估计值。

采用本发明所述方法，具有以下优点：