[发明专利]一种基于多径延时分布的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信道估计方法。

背景技术

无线信号在传输过程中常常经历阴影衰落和小尺度衰落。对于宽带信号来说，由于其信号带宽大于信道相干带宽，因此多径效应会带来频率选择性衰落。如果收发信机具有相对运动时，还要考虑多普勒频偏的影响。当最大多普勒频移与信号带宽处于同一数量级时，无线信道将被视为快衰落信道。频率选择性衰落和多普勒频移对于采用幅度键控的宽带信号的解调精度有较大影响。因此，多径时变信道中的接收机解调精度依赖于信道估计的准确性。

OFDM信号的信道估计主要采用LS和MMSE两种方式。LS方式运算复杂度较低，在信道状况较好时能够较精确地估计信道增益。MMSE方案采用二维wiener滤波器在时域和频域对LS估计值进行处理，估计性能较好但运算复杂度较高，每次估计需要对N阶方阵求逆(N为观测参量个数)，并且需要已知训练符号的接收信噪比（一般情况训练符号发射功率已知，本底噪声可以利用物理层能量感知获取）和信道冲击响应的自相关函数等先验信息。由于MMSE算法是基于频域相关性进行估计的，对于较复杂的频率选择性衰落信道，其频域相关函数较难建立数学模型。因此，MMSE算法具有一定应用局限性和模型复杂度。

一般情况下，信号传输环境中的障碍物、反射体相对固定，多径信道的延时分布情况可以又功率-延迟曲线P(τ)获得。在工程上，常采用发射机发送窄脉冲的方法测得P(τ)。因此，无线信道的各多径分量的延时分布情况较容易掌握。MMSE作为一种二维滤波器，仅仅将各观测元素中的高斯白噪声做平滑处理，并未完全利用无线信道的全部特征。

发明内容

本发明是为了解决现有方法获得的信道估计值精确度低导致接收机在解调后的信号误码率高的问题，从而提供一种基于多径延时分布的信道估计方法。

一种基于多径延时分布的信道估计方法，它由以下步骤实现：

步骤一、在发射端，对于基带信号，发射机在基带信号中插入一组梳状导频符号，并在物理层PLCP头前面插入一组训练符号，并发射至信道；

该组训练符号包括M个短训练符号和N个长训练符号，M和N均为正整数；

每个短训练符号均用于位同步；

每个长训练符号均采用BPSK的调制方式且不加干扰，用于估计子载波的信道增益；

步骤二、在接收端，接收机对接收到的基带采样信号做快速傅里叶变换，获得变换结果，并提取PLCP头中的训练符号，并进行LS估计，获得训练符号的LS估计结果H_train；

步骤三、对于步骤二获得变换结果，提取位于f_c±3.4375MHz和f_c±7.8125MHz处的导频符号，其中f_c为载频；并分别对该四个导频符号进行LS估计，获得导频符号的LS估计结果H_pilot；

步骤四、根据公式：

HLS=[HTrainTHPilotT]T]]>

将步骤二获得的训练符号的LS估计结果H_train和步骤三获得的导频符号的LS估计结果进行合并，获得观测量向量H_LS；

步骤五、采用公式：

H_MMSE=U×H_LS

获得基带信号各子载波频率响应的MMSE估计值H_MMSE；

其中变量U采用公式：