[发明专利]一种考虑同频干扰的MIMO-OFDM信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及MIMO-OFDM无线通信系统，特别涉及考虑同频干扰的MIMO-OFDM系统中的信道估计方法。

背景技术

在频谱资源日趋紧张的情况下，进一步提升频谱效率是无线通信系统设计的重要目标之一。采用多天线发送和多天线接收(MIMO)的无线传输技术，可以在不额外增加时间与频率资源的情况下，通过挖掘空间维度资源，提高无线传输的有效性与可靠性，最终达到提升频谱效率的目的。正交频分复用(OFDM)技术将高速数据流转换成一组并行传输的数据流，并使子信道的频带交叠，具有较强的抗多径干扰能力和较高的频带利用率。MIMO-OFDM技术在过去十余年来一直是无线通信领域研究的主流技术之一。

在移动通信系统中，对信道进行准确的估计是实现相干解调的前提，是决定移动通信系统可靠性和有效性的重要因素之一。在未来移动通信系统中，不同小区间进行频率复用以提高频谱效率，但同时也带来了同信道干扰。传统的信道估计方法是将同信道干扰当作白噪声处理，这在同信道干扰较为严重的场景(如小区边缘)中会带来严重的性能瓶颈。因此在存在同信道干扰的情况下，研究MIMO-OFDM系统中信道估计技术是非常有意义的。

发明内容

技术问题：本发明提供一种低复杂度、高精度的考虑同频干扰的MIMO-OFDM信道估计方法。

技术方案：本发明的一种考虑同频干扰的MIMO-OFDM信道估计方法，包括以下步骤：

1)利用MIMO-OFDM导频信号的观测样本，基于最小二乘法估计准则，获得导频位置的信道冲激响应初始估计值；

2)利用步骤1)获得的信道冲激响应的初始估计，基于残差估计方法计算干扰协方差矩阵的初始估计值；

3)利用步骤2)计算得到的干扰协方差矩阵的初始估计值，基于Cholesky分解和时域“低通滤波”，获得干扰协方差矩阵的改善估计值；

4)利用步骤3)获得的干扰协方差矩阵的改善估计值，基于最大似然估计准则获得信道冲激响应的改善估计值和信道频率响应的改善估计值。

本发明的优选方案中，步骤1)的详细流程为：

首先在接收端获取MIMO-OFDM信号在N_p个导频符号的N_c个子载波上的N_cN_p点观测样本{y_k,n}，0≤k≤N_c-1，0≤n≤N_p-1，其中每个观测样本y_k,n都是N_r×1的列向量，表示在第n个导频符号的第k个子载波，N_r根接收天线上的接收信号；由收发双方协商可知导频位置发送的导频信号为{x_k,n}，0≤k≤N_c-1，0≤n≤N_p-1，其中每个导频信号x_k,n都是N_t×1的列向量，表示在第n个导频符号的第k个子载波，N_t根发送天线上发送的导频信号；其中参数：导频符号个数N_p、子载波个数N_c、发送天线根数N_t、接收天线根数N_r在系统中均为确定已知的；

然后按照下式计算导频信号x_k,n的扩展形式G_k,n: