[发明专利]OFDM系统的信道和噪声方差联合估计方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及OFDM系统信道和噪声方差估计方法。

背景技术

在通信系统中，准确的信道估计和噪声方差估计是接收端用来检测和恢复发送信号的重要条件。通过在发射端发送预先设计好的导频信号，接收端根据对应的接收数据来估计信道和噪声方差。

2007年，Wang Yi等人针对OFDM系统中信道的延时小于循环前缀（CP，Cyclic Prefix），令导频的长度大于CP长度，先利用常规方法进行信道估计，然后将估计的信道分为同时包含信道及噪声信息的信道子空间（该子空间长度等于CP长度）和只包含噪声信息的噪声子空间（该子空间长度等于导频长度减去CP长度）两部分。根据噪声子空间则可以估计噪声方差（参见文献：Wang,Yi,L.Li,et al..A New Noise Variance Estimation Algorithm for Multiuser OFDM Systems,PIMRC2007.IEEE 18th International Symposium on Personal,Indoor and Mobile Radio Communications.），然而这种估计方法要求导频长度远大于CP长度。当信道经历大尺度衰落时，CP长度较长，导致上述方法导频开销较大，降低了系统的频谱效率。

发明内容

本发明的目的是解决信道估计和噪声方差估计所需的导频开销较大的问题，提出了一种OFDM系统的信道和噪声方差联合估计方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种OFDM系统的信道和噪声方差联合估计方法，包括如下步骤：

步骤S1.估计信道冲激响应；

步骤S2.根据步骤S1估计得到的信道冲激响应非零项的位置计算正交投影矩阵；

步骤S3.利用正交投影矩阵计算噪声子空间进而估计噪声方差；

步骤S4.迭代估计：利用步骤S3计算得到的噪声方差，返回步骤S1，更新信道冲激响应的估计。

进一步的，步骤S1具体采用SAMP算法估计信道冲激响应。

本发明的有益效果：本发明的信道和噪声方差联合估计方法利用信道冲激响应在时域的稀疏性，即信道冲激响应中非零项远小于CP长度，使得估计噪声方差的噪声子空间的长度等于导频长度减去CIR中非零项长度，有效解决了信道估计和噪声估计所需导频数目较大的问题,提高了系统的频谱效率，并将信道估计和噪声方差估计结合起来，改善了信道估计的性能。

附图说明

图1是本发明实施例的OFDM系统发射机插入导频发射过程示意图。

图2是本发明实施例的OFDM系统接收机接收过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，给出本发明的具体实施例。

在阐述具体实施方式之前，首先介绍其中所用的术语和其中使用到的定理：

（1）.归一化为向量的各分量除以向量的模长，归一化后的向量模长为1。

（2）.离散傅里叶矩阵是将离散傅里叶变换以矩阵乘法来表述的一种形式。

（3）.信道稀疏性为时域的信道冲激响应（CIR，Channel Impulse Response）只在少数主要路径有值，且不同的路径对应着不同的时延。在信道向量h=[h₀,h₁,…,h_N-1]^T中，向量中的每一个元素对应在一个信道时延处的信道系数，由于最大时延小于循环前缀，可得h=[h(0),h(1),...，h(L-1),0,...，0]^T，L为循环前缀长度，在向量h的前L个元素中，只有极少数的主要路径，即前L项元素中，只有少量元素非0。