[发明专利]一种新的联合时域和频域正交频分复用接收信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信道估计方法，尤其是一种新的联合时域和频域正交频分复用接收信道估计方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

正交频分复用，英文原称Orthogonal Frequency Division Multiplexing，缩写为OFDM，实际上是MCM Multi-CarrierModulation多载波调制的一种，主要原理是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。由于正交频分复用OFDM技术具有较高的频带利用率和良好的抗频率选择性衰落特性，已广泛应用于宽带无线通信系统、广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中，主要的应用包括：非对称的数字用户环路（ADSL）、ETSI标准的数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）、无线局域网（WLAN）等，但是宽带移动通信的无线信道呈现时间频率双选择性衰落特性，OFDM的长符号时间使得其对信道的时间选择性衰落更为敏感。随着无线通信系统载频的提高及终端移动性的增强，信道的时变加剧，ICI 的影响将远大于噪声功率，所以在接收端获得准确的信道时变特性是保证 OFDM系统可靠通信的关键。

对于 OFDM 系统，根据发送的训练信息不同，可以分为利用训练序列进行信道估计和利用导频辅助调制进行信道估计两种，利用训练序列的方式将已知的训练序列放置于每帧发送数据序列的首部或中部，周期性的发送，在接收端数据序列的信道响应通过对训练序列估计得到的信道特性进行均衡。但该方法对频率选择性衰落不敏感，主要用于慢衰落信道环境中，而利用导频估计的方式在发送的数据序列中周期插入导频符号，接收端非导频子载波的信道响应只有根据对导频子载波上的信道特性进行二维插值获得。此方式对频率选择性衰落较敏感，为了精确地估计快速衰落信道，过多的导频点会减少了发送的信息量。因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种适用于宽带无线信道的OFDM接收机信道估计均衡方法，该方法可以利用前导PN训练序列和较少的导频点作LS信道估计，分别在时域和频域上完成信道估计和均衡，弥补了导频数量过少，无法有效的获得完整的信道信息的特点，能较好的抑制噪声的影响，提高系统的性能。能在较低信噪比SNR和高斯信道、‘itur3GVAx’、‘hiperlan2D’下均能正确的完成信道估计均衡，具有更强应用适应性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种新的联合时域和频域正交频分复用接收信道估计方法，所述方法包括以下步骤，1）发送端帧结构设计，所述帧结构设计步骤在发送端设置用于信道估计的前导序列和导频插入，2）接收端进行时域信道估计均衡，所述时域信道估计均衡步骤利用前导序列进行信道估计均衡，3）进行频域信道估计均衡并纠正残留频偏，所述频域信道估计均衡步骤利用导频信息进行信道估计均衡。

作为本发明的一种改进，所述步骤1中的具体方法如下，11）发送端每帧都把前导序列放在首部，前导序列是用（L-1）点PN序列，后补一位0组成的L点序列，可表示为m=[ P₁P₂ … P_L-1 P_L]^T，代替循环前缀OFDM（CP-OFDM）数据帧中前面的L点循环前缀，前导序列后是调制好的N点数据符号，其中导频信息均匀的插入数据符号中。

作为本发明的一种改进，所述步骤2中的具体方法如下，21）在接收端，利用每帧的前导序列，基于LS估计原理，得到的信道估计值表示为，为时域信道估计状态，其中M为二维发送块矩阵，r为观察窗口接收信号二维序列矩阵；22）将时域信道估计值转换到频域进行补偿，将后面补点0，得，准备进行DFT运算即离散傅里叶变换运算，DFT后得到频域信道估计值为，经前导训练序列频域信道均衡后输出频域数据为，为频域接收数据符号。