[发明专利]一种应用于智慧城市中基于导频的OFDM信道估计方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智慧城市中无线通信技术领域，特别涉及一种应用于智慧城市中基于导频的OFDM信道估计方法及装置。

背景技术

智慧城市通过无线网络等通信方式进行连接，实现全面的感知、互联、融合、协同，是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态。从技术发展的视角，智慧城市建设要求以无线通信技术为基础，实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。从社会发展的视角，智慧城市要求通过智能交通、无线移动通信等基础设施来实现经济、社会、环境的全面可持续发展。

在智慧城市的无线通信系统中，多径效应极大地影响了通信系统的性能。由于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统具有对抗多径效应的优势，近年来成为了智慧城市中高速无线通信领域的研究热点。

OFDM系统能够利用并行传输(以增加符号周期)和保护间隔在一定程度上消除频率选择性衰落，但是采用相关检测，仍然需要对多径信道进行准确估计和均衡。因此，信道估计是系统性能好坏的决定性因素之一。

现有技术中，对OFDM系统进行信道估计的常用方法是：最小二乘估计(Least Squares，简写为LS)。采用LS进行OFDM系统信道估计，存在的技术问题是：估计误差较大，无法满足智慧城市中对准确度要求较高场合的使用需求。

发明内容

本发明实施例提供一种应用于智慧城市中基于导频的OFDM信道估计方法及装置，能够有效降低噪声，提升对信道估计的准确性。

一方面，本发明实施例提供一种应用于智慧城市中基于导频的OFDM信道估计方法，包括：

从OFDM系统的解调信号中抽取导频信号对应的k＝pn时的解调信号，其中，k代表子载波序号；p为插入导频的比例，p为正整数，其取值决定于信道衰减的程度，1＜p＜1024；n代表导频序号n＝0,1,…,N/p-1，N代表子载波数；

对所述导频信号对应的解调信号取共轭；

对所述取共轭后的解调信号进行自相关计算处理；

将所述自相关计算处理后的结果，进行快速傅里叶变换；

获取测量得到的信道噪声，并计算所述信道噪声的方差；

计算所述快速傅里叶变换得到的结果与所述信道噪声方差的差值；

对所述差值进行预设计算处理，得到信道衰减幅值的估计值。

可选的，采用以下计算公式进行所述自相关计算处理：

其中，R_y(l)代表自相关运算；p为插入导频的比例，p为正整数，其取值决定于信道衰减的程度，1＜p＜1024；N代表子载波数；l代表相关窗口的大小；k代表子载波序号；代表多径信道的离散频域响应的共轭；δ(l)代表单位脉冲函数；代表高斯白噪声方差。

可选的，在得到信道衰减幅值的估计值后，所述方法还包括：

通过以下计算公式计算得到信道的估计值：

其中，代表信道的估计值，代表信道幅值的估计值，代表最小二乘法计算得到的信道的估计值，代表最小二乘法计算得到的信道相位的估计值；N代表子载波数。

可选的，所述信道噪声的方差为高斯白噪声方差将所述自相关计算处理后的结果，进行快速傅里叶变换，包括：

其中，P_y(ω)代表相关函数的快速傅里叶变换；p为插入导频的比例，p为正整数，其取值决定于信道衰减的程度，1＜p＜1024；代表的快速傅里叶变换；是高斯白噪声的方差；

所述的快速傅里叶变换后的结果为：

其中，是导频解调信号共轭的傅立叶变换；k代表傅里叶变换前的变量；ω代表傅里叶变换后的变量；代表多径信道的离散频域响应的共轭。

可选的，所述对所述差值进行预设计算处理，得到信道幅值的估计值，包括：

根据Nyquist采样定理可知：τ_L≤N/2p

其中，高斯白噪声方差已知，则信道幅值的估计值为：

其中，p为插入导频的比例，p为正整数，其取值决定于信道衰减的程度，1＜p＜1024；N代表子载波数；代表的共轭；τ_L代表最大时延；h_l代表第l条径的幅值衰减系数；δ是单位脉冲函数；m指代离散化后的ω；τ_l代表第l条径的时延；P_y(m)指代离散后的P_y(ω)；是高斯白噪声的方差。