[发明专利]一种应用于正交频分复用系统的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于正交频分复用系统中信道估计技术领域，具体来说，涉及一种应用于正交频分复用系统的信道估计方法。 

背景技术

信道估计是对移动通信信道的多径衰落瞬时响应进行估计的技术，也就是从接收信号中估计出信道的冲激响应。信道估计技术是正交频分复用（英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM）系统的关键技术之一，也是系统可靠性与有效性的保障。 

目前，OFDM系统的信道估计方法主要是基于导频信号的信道估计，OFDM系统对导频信号在点阵结构中等距离排列以实现信道最优估计。估计过程主要是先估计出导频点处信道值，然后再由导频点信道值估计数据点处的信道值。信道估计准则主要有最小二乘(英文全称为Least Square，简称为LS)准则、线性最小均方误差(英文全称为Linear Minimum Mean Square Error，简称为LMMSE)准则等。其中LS算法简单，但受噪声和符号间干扰的影响很大。为了提高信道估计精度，主要使用LMMSE估计准则，但是其计算复杂度较高。 

为了便于实现，一般实际系统中，对基于导频信号的OFDM系统信道估计时，首先利用LS算法估计导频点信道值，然后使用简化的LMMSE算法估计数据点信道值。简化的LMMSE算法主要包括：利用矩形模型来模拟信道延时谱、仅利用数据点周围强相关导频点信息进行估计等。此外，这些算法还利用了导频点等距排列的特征减少LMMSE滤波系数的存储量。 

对于边界子载波附近的数据点，由于它们与用于估计的导频点位置关系各不相同，因此滤波系数也不同，为了降低存储量和计算量，这些算法一般都对边界附近子载波估计采用了进一步降低LMMSE滤波阶数的方法。然而，边界子载波附近的数据点信道估计可用信息少于一般的子载波，这种情况下再降低边界估计时候的滤波阶数，会带来边界估计性能的严重恶化。 

为了避开系统中的直流干扰，实际OFDM系统中在数据中间位置插有直流子载波。直流子载波不用于传输信息，它的存在造成了可用子载波的不连续性，由 于它仅占一个子载波的空间，这些算法直接忽略直流子载波的对整个信道估计的影响。但是，对于高信噪比下、时延较大的信道，相关系数对LMMSE滤波系数起主要影响，而子载波间隔正是影响了滤波系数计算中的相关系数，因此这种情形下直流子载波位置附近的信道估计性能也很差。 

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种应用于正交频分复用系统的信道估计方法，该信道估计方法利用了边界子载波附近的强相关导频点信息，很好地降低了边界效应；还考虑到直流子载波存在的特殊情况，使用虚拟导频点代替那些间距不等的真实导频点，有效抑制了直流子载波效应，解决现有信道估计方法边界子载波附近和直流子载波附近性能较差的问题。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是： 

一种应用于正交频分复用系统的信道估计方法，该信道估计方法包括以下步骤： 

10）设正交频分复用系统的导频点的数量为N，直流子载波的位置处于第D号导频点和第D+1号导频点之间，N为大于等于3的整数，且D+1<N；根据导频点已知的发送信号和接收信号，估计导频点的信道值； 

20）根据步骤10）估计的导频点的信道值预测边界外的虚拟导频点的信道值； 

30）根据步骤10）估计的导频点的信道值预测直流子载波两侧的虚拟导频点的信道值； 

40）利用步骤10）得到的真实导频点的信道值以及步骤20）和步骤30）得到的虚拟导频点的信道值，估计数据点的信道值。 

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

1.降低了边界效应。本发明所提出的信道估计方法对于边界附近数据点进行信道估计时，利用已知导频点预测边界外的虚拟导频点信道值，并将虚拟导频点与真实导频点结合共同用于数据点的信道估计，这样充分利用了边界子载波附近的强相关导频点信息，很好地降低了边界效应。 

2.有效抑制了直流子载波效应。本发明对直流子载波附近数据点信道估计时充分考虑到了直流子载波导致的导频点间距不等的情况，对估计进行了特殊处 理：先利用已知导频点预测直流子载波两侧的虚拟导频点信道值，然后将虚拟导频点与真实导频点结合组成的间距相等的导频序列，再利用此导频序列进行数据点的信道估计，可以有效抑制直流子载波效应。