[发明专利]一种信道估计方法及应用该方法OFDM系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信行业信道估计方法技术领域，尤其涉及一种信道估计方法及应用该方法的OFDM系统。

背景技术

电力线通信(Power Line Communication)系统是指建立在电力输送网络基础上，实现电力线网络各节点之间以及与其他通信网络间通信的系统。电力线通信属于有线信道通信，利用电力线网络作为传输媒介，无需另架通信线路，通信成本低且不占用通信频段。电力线在建筑物中处处可达，特别适合室内通信，但是电力线不是为通信而设计的，电力线信道上噪声大、干扰强、负载阻抗变化剧烈、存在严重的频率选择性衰落。

随着数据通信技术的发展，电力线通信逐渐成为可能。电力线通信目前主要采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)技术，OFDM技术采用多载波调制(MCM)，把数据分成若干个并行数据流，再调制到相互正交的子载波上进行并行传输。并行方式传输多个符号可以相应增加码的持续时间，减小衰落环境带来的码间干扰。OFDM技术具有很好的抗频率选择性衰落的特点，且信道容量大，非常适合电力线通信。但是由于电力线信道噪声大，传统的OFDM结构不能满足性能需要，时域扩充结构可以提高导频的可靠性，用于低压电力线通信OFDM系统可以提高系统的性能。同时需要采取有效的信道估计方法对接收信号的信道响应进行估计。

信道估计是OFDM系统中均衡和解调的基础，信道估计可以分成两类：非盲估计和盲估计。基于导频的非盲估计由于良好的性能被广泛的应用在OFDM通信系统。基于导频的信道估计算法的流程是：在发送端数据子载波中插入导频子载波，接收端利用已知导频恢复出导频位置的信道响应，再通过某种算法利用导频信道响应估计出数据位置处的信道响应，进而进行均衡和解调。在基于导频的信道估计中，最小均方误差(MMSE，Minimum Mean Square Error)是最优准则，MMSE算法对载波间干扰和高斯白噪都有很好的抑制作用，但其缺点是算法的复杂度太高，并随着抽样点增多呈指数增长。在此基础上出现了低阶线性最小均方误差(LinearMMSE，简称LMMSE)方法，避免了矩阵求逆，在降低复杂度的同时其信道估计性能与MMSE接近。

在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术OFDM系统的信道估计方法存在如下技术缺陷：在信道中由于噪声和干扰的影响导致信号的信噪比很低的情况下，信道估计值准确性差，从而导致后续信号处理中用信道估计值进行相位补偿的效果不理想。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种信道估计方法及应用该方法的OFDM系统，以提高信道估计值准确性。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种信道估计方法，该方法包括发送端的流程和接收端的流程。在发送端：形成OFDM符号，OFDM符号中包括数据和导频；对OFDM符号进行时域扩充，T+1个相同的OFDM符号形成一组OFDM时域扩充符号，其中，T大于等于1；将OFDM时域扩充信号进行数模转换后，送入通信线路中进行传输。在接收端：将从通信线路中获取的模拟信号解调出OFDM符号的数据和导频，将一组时域扩充OFDM符号中T+1个相同的OFDM符号所有相同位置的数据求均值，时域上的T+1个OFDM符号转化为1个OFDM符号；将该OFDM符号中所有导频数据求均值作为该OFDM符号的信道估计值。

根据本发明的再一个方面，还提供了一种OFDM系统。该系统包括一调制装置和一解调装置。其中，调制装置，用于形成OFDM符号，OFDM符号中包括数据和导频；对OFDM符号进行时域扩充，T+1个相同的OFDM符号形成一组OFDM时域扩充符号，其中，T大于等于1；将OFDM时域扩充信号进行数模转换后，送入通信线路中进行传输。解调装置，用于将从通信线路中获取的模拟信号解调出OFDM符号的数据和导频，将一组时域扩充OFDM符号中T+1个相同的OFDM符号所有相同位置的数据求均值，时域上的T+1个OFDM符号转化为1个OFDM符号；将该OFDM符号中所有导频数据求均值作为该OFDM符号的信道估计值。

(三)有益效果

本发明信道估计方法及应用该方法OFDM系统具有以下有益效果：

(1)本发明的信道估计方法中，采用时域扩充结构，即发送端IFFT之后的OFDM符号在时域上重复若干遍，通过数据重复提高导频的可靠性，从而能够在低信噪比情况下获得更好的信道估计性能，明显降低误码率；