專利名稱：一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線寬帶通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN， Wireless Local Area LAN)的多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
隨著高速無(wú)線傳輸時(shí)代的來(lái)臨，寬帶無(wú)線接入已經(jīng)成為寬帶接入和移動(dòng)通信領(lǐng)域 向未來(lái)演化的主體方向之一。研究新型寬帶無(wú)線接入技術(shù)，對(duì)于寬帶無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)更高穩(wěn) 定性和更高數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足從語(yǔ)音到多媒體的多種綜合業(yè)務(wù)需求具有極其重要的意 義。 多入多出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技術(shù)與正交頻分復(fù)用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用為改進(jìn)禾口提高 WLAN無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的吞吐量、傳輸距離和可靠性提供了解決方案。建立在MMO-OFDM 技術(shù)基礎(chǔ)之上的IEEE 802. 11物理層新標(biāo)準(zhǔn)802. lln，能夠?qū)LAN的傳輸速率將起碼提高 一倍，達(dá)108Mbps，并且隨著收發(fā)部件的增加，傳輸速率還可以不斷增加，能夠支持包括視頻 在內(nèi)的海量數(shù)據(jù)傳輸及應(yīng)用。 MIM0-0F匿技術(shù)是通過(guò)在OF匿傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實(shí)現(xiàn)空間分集，提高了信 號(hào)質(zhì)量，是聯(lián)合MMO和OF匿而得到的一種新技術(shù)。它利用了時(shí)間、頻率和空間三種分集技 術(shù)，使無(wú)線系統(tǒng)對(duì)噪聲、干擾、多徑的容限大大增加。但是MIMO-OFDM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度和 技術(shù)難度也大大增加。 MIM0-0FDM是一種能夠提高速率和增大系統(tǒng)容量的技術(shù)。在MM0-0FDM系統(tǒng)中，信 道估計(jì)技術(shù)對(duì)傳輸性能的影響至關(guān)重要，是提升系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵模塊。為了提高速率， 接收端需要獲得精確的信道狀態(tài)信息。然而對(duì)于MIMO系統(tǒng)，不同的信號(hào)同時(shí)從不同的天線 發(fā)射出去，接收的信號(hào)是這些信號(hào)的線性迭加，系統(tǒng)需要所有發(fā)射和接收天線對(duì)之間的信 道系數(shù)，才能夠得到正確的接收數(shù)據(jù)，信道系數(shù)的信息量和計(jì)算復(fù)雜度都大大增加，這就給 信道估計(jì)帶來(lái)了困難。 MIM0-0F匿系統(tǒng)的信道估計(jì)方法主要可分為頻域估計(jì)和時(shí)域估計(jì)兩種，而根據(jù)具 體的實(shí)現(xiàn)方法又可分為基于訓(xùn)練序列的估計(jì)方法、盲估計(jì)方法和半盲估計(jì)方法三種。盲估 計(jì)方法和半盲估計(jì)方法往往需要大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因而在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中不太適用，現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 中主要應(yīng)用基于訓(xùn)練序列的估計(jì)方法。目前，基于訓(xùn)練序列的估計(jì)方法主要有以下幾種
1.最小二乘估計(jì)方法 最小二乘(LS， Least-Square)信道估計(jì)是從最小平方的意義上得到的信道估計(jì) 器。LS估計(jì)器在實(shí)現(xiàn)時(shí)最為簡(jiǎn)單，不需要很復(fù)雜的計(jì)算，但是他的估計(jì)均方誤差(MSE，Mean Square Error)較高，性會(huì)嫩差。
2.最小均方誤差估計(jì)方法 最小均方誤差(匪SE， Minimum Mean Square Error)信道估計(jì)器在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中 性能較好，但是存在弱點(diǎn)，就是計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，阻礙了它的應(yīng)用。
3.最小均方信道估計(jì)方法 利用最小均方(LMS，Least Mean Square)自適應(yīng)算法可實(shí)現(xiàn)基于訓(xùn)練序列的時(shí)域 信道估計(jì)，LMS算法是一種基于匪SE準(zhǔn)則的自適應(yīng)濾波算法，應(yīng)用于信道估計(jì)可充分利用 信道的前后相關(guān)性，減少噪聲對(duì)信道估計(jì)性能的影響。
4.基于內(nèi)插的信道估計(jì) 在已獲得導(dǎo)頻所在位置的信道響應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)一維或二維的內(nèi)插方式獲得對(duì) 完整信道響應(yīng)的估計(jì)。目前比較流行的內(nèi)插算法包括維納濾波算法、線性內(nèi)插、高斯內(nèi)插、 Cubic內(nèi)插、拉格朗日內(nèi)插等。
5.基于離散傅立葉變換的信道估計(jì) 利用在信號(hào)處理過(guò)程中，在時(shí)域補(bǔ)零等效于在頻域進(jìn)行濾波的原理來(lái)恢復(fù)出信道 的頻率響應(yīng)。離散傅立葉變換(DFT， Discrete Fourier Transform)信道估計(jì)方法在計(jì)算 復(fù)雜度相對(duì)較低的情況下，可以實(shí)現(xiàn)比較高的信道估計(jì)性能，比較適合于MIMO-OF匿系統(tǒng) 在實(shí)際中的應(yīng)用。 —個(gè)Ntx發(fā)射Nn接收的MM0-0FDM WLAN無(wú)線通信系統(tǒng)可以表述為Y = HS+V， Y 表示在NM根接收端天線上收到的信號(hào)向量，S表示Ntx層發(fā)射數(shù)據(jù)向量，H表示NMXNtx維
信道系數(shù)矩陣
<formula>formula see original document page 4</formula>
v是環(huán)境產(chǎn)生的噪聲向量。
對(duì)MMO-OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)，信道矩陣H中的元素Hu
<formula>formula see original document page 4</formula>
是一個(gè)以O(shè)FDM的載波數(shù)N為維數(shù)的向量Hi,. = [c、j. . . c ,.]，代表N個(gè)子載波上的信道頻域
響應(yīng)(CFR， Channel Frequency Response)，也叫信道系數(shù)。例如對(duì)一個(gè)采用64載波的2發(fā) 2收的WLAN系統(tǒng)
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中，Hu = [Ci/， ...Cij64]， (i = 1，2 ;j = 1，2)。對(duì)于任一Hij，在時(shí)域中表現(xiàn)為 一個(gè)L抽頭(T即)的信道沖激響應(yīng)(CIR， Channel Impulse Response)，可以用下式表示。 <formula>formula see original document page 4</formula>
如果我們將用LS方法得到的信道頻域響應(yīng)Au ，用傅立葉反變換(IDFT， Inverse Discrete Fourier Transform)的方法變換到時(shí)域，即可得到<formula>formula see original document page 4</formula>
<formula>formula see original document page 5</formula>
由上式可知，在時(shí)域里，^,.是真實(shí)信道沖激響應(yīng)h[n]和環(huán)境噪聲w[n]的線性疊
加。根據(jù)在時(shí)域補(bǔ)零等效于在頻域中濾波的原理，我們可以在^,中將w[n]置零的方式濾 除噪聲。如圖1所示，在時(shí)域中，CIR的能量集中在前面的L個(gè)抽頭中，剩下的部分是噪聲。 保留i,中前L個(gè)抽頭的數(shù)值，將其余的均置0可以得到最接近于真實(shí)信道的信道系數(shù)。因 此精確地確定L的抽頭數(shù)，對(duì)信道估計(jì)的影響具有非常重要的意義。 在使用0F匿技術(shù)進(jìn)行多載波通信的WLAN系統(tǒng)中，發(fā)射端發(fā)射的每一個(gè)符號(hào)之前 會(huì)附加一段循環(huán)前綴(Cyclic Prefix, CP)，可以有效地消除符號(hào)間干擾和子載波間干擾。 一般情況下，信道長(zhǎng)度L < CP，所以，常規(guī)DFT信道估計(jì)方法，常以CP為界來(lái)濾除噪聲，但 是這種方法往往保留較多的噪聲無(wú)法消除，從而降低信道估計(jì)的性能，尤其是在L遠(yuǎn)小于 CP的時(shí)候。利用CP為界來(lái)濾除噪聲的另外一個(gè)弊端是，會(huì)使信道估計(jì)性能出現(xiàn)均方誤差 的"地板"效應(yīng)(MSE Floor Effect)，在信噪比高于一定數(shù)值后，信道估計(jì)的誤差不再隨信 噪比的提高而減小，而是保持在一個(gè)較為恒定的水平。 另一方面，在應(yīng)用MM0-0F匿技術(shù)的實(shí)際WLAN無(wú)線通信系統(tǒng)中，為避免相鄰信道 的干擾等問(wèn)題，不是所有的載波都會(huì)用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，而會(huì)保留一部分載波。例如，在802. lln 系統(tǒng)中，20MHz帶寬傳輸模式下，64個(gè)子載波中只有56個(gè)實(shí)用的子載波(包括導(dǎo)頻子載波 在內(nèi))，其余的被保留為'零'子載波。在這種情況下，信道響應(yīng)的DFT變換會(huì)發(fā)生能量泄 露，而極大地降低信道估計(jì)性能。 在MIMO-OFDM系統(tǒng)中，發(fā)射端的多個(gè)天線需要發(fā)送多個(gè)相互正交的訓(xùn)練符號(hào)。在 接收端，基于收到的訓(xùn)練符號(hào)與本地序列，通過(guò)LS的方法可以得到整個(gè)系統(tǒng)的信道系數(shù)矩 陣H的估計(jì)值Hs，每一發(fā)射接收天線對(duì)之間的信道系數(shù)都可以通過(guò)本發(fā)明方法得到初步信 道估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問(wèn)題 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方 法，以充分利用無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)信道響應(yīng)的時(shí)域特性，采用噪聲抑制的方法對(duì)WLAN系統(tǒng) 的傳統(tǒng)信道估計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)，消除噪聲對(duì)信道估計(jì)器的性能影響，提高M(jìn)IMO-OFDM WLAN 無(wú)線通信系統(tǒng)的整體性能。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，該 方法首先在頻域中利用最小二乘估計(jì)方法得到初步的信道系數(shù)，通過(guò)傅立葉反變換將該初 步的信道系數(shù)變換到時(shí)域，并引入信道沖激響應(yīng)的有效抽頭的概念，以信道沖激響應(yīng)在循 環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值作為判決條件，然后尋找有效抽頭范圍，并將有效抽頭范圍以外 的部分通過(guò)在時(shí)域補(bǔ)零的方法濾除噪聲干擾，再將其轉(zhuǎn)換到頻域，以數(shù)據(jù)載波的最小二乘 估計(jì)信道系數(shù)進(jìn)行替換，通過(guò)迭代插值的方法，恢復(fù)零子載波的信道系數(shù)，并最終得到接近 于真實(shí)信道系數(shù)的信道估計(jì)。 上述方案中，該方法具體包括以下步驟
步驟1 :通過(guò)常規(guī)最小二乘估計(jì)方法得到各收發(fā)天線間的信道參數(shù)估計(jì)值；
步驟2 :采用快速傅立葉反變換，得到時(shí)域信道沖激響應(yīng) 步驟3 :計(jì)算信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值，并將該最大值作為判 決條件來(lái)區(qū)分信道沖激響應(yīng)的有效抽頭； 步驟4:從循環(huán)前導(dǎo)的位置開(kāi)始，直到遇到有效抽頭為止，采用迭代的方式，循環(huán) 進(jìn)行在頻域中插值和在時(shí)域中補(bǔ)零； 步驟5 :當(dāng)信道沖激響應(yīng)值達(dá)到步驟3的判決條件時(shí)，則認(rèn)為已經(jīng)找到信道沖激響 應(yīng)的有效抽頭的范圍，停止迭代，將最后一次補(bǔ)零后的時(shí)域信道沖激響應(yīng)轉(zhuǎn)換到頻域；
步驟6 :得到最終的信道估計(jì)系數(shù)。 上述方案中，所述信道沖激響應(yīng)的有效抽頭是那些對(duì)信道估計(jì)特性具有顯著影響 的沖激響應(yīng)抽頭。 上述方案中，所述將有效抽頭范圍以外的部分通過(guò)在時(shí)域補(bǔ)零的方法濾除噪聲干 擾，是在時(shí)域中將除有效抽頭以外的部分補(bǔ)零以濾除噪聲干擾。 上述方案中，該方法在信道估計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)多次迭代插值，恢復(fù)零載波的信道 系數(shù)。 上述方案中，所述在進(jìn)行迭代插值的過(guò)程中，用數(shù)據(jù)子載波的最小二乘信道系數(shù)
替換濾波后的信道系數(shù)。(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的這種多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì) 方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，根據(jù)信道沖激響應(yīng)有效 抽頭的范圍進(jìn)行濾除噪聲，比以CP為界濾波性能更優(yōu)，也不需要單獨(dú)計(jì)算信道長(zhǎng)度。
2、本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，通過(guò)迭代插值的方法， 有效恢復(fù)了 '零'子載波的信道響應(yīng)，防止了因?yàn)榇嬖?零'子載波而造成DFT/IDFT變換中 的能量泄露。 3、本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，可以消除信道估計(jì)的 MSE "地板"效應(yīng)，顯著改善了信道估計(jì)的性能。 4、本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，判斷有效抽頭范圍具有 一定的自適應(yīng)性，可以根據(jù)信道的自身特性，自動(dòng)調(diào)整迭代插值的次數(shù)。
5、本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，可以應(yīng)用在多類需 要利用MIMO-OF匿技術(shù)進(jìn)行無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的場(chǎng)合，例如符合IEEE802. 11a/ g/n標(biāo)準(zhǔn)的WLAN，符合IEEE802. 16d/e標(biāo)準(zhǔn)的微波存取全球互通(WiMAX， Worldwide Interoperability for Microwave Access)等。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其 中 圖1為時(shí)域信道沖激響應(yīng)的示意圖；
圖2為2發(fā)2收WLAN系統(tǒng)的框6
圖3為IEEE802. lln混合模式的幀結(jié)構(gòu)； 圖4為本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)的方法流程圖； 圖5為依照本發(fā)明實(shí)施例2發(fā)2收WLAN系統(tǒng)的真實(shí)信道系數(shù)H和最小二乘估計(jì)
4S，以及通過(guò)本發(fā)明得到的信道估計(jì)； 圖6為依照本發(fā)明實(shí)施例2發(fā)2收WLAN系統(tǒng)使用本發(fā)明方法在三種典型信道(5 抽頭，8抽頭，12抽頭)情況下的MSE性能，以及與最小二乘方法和常規(guī)DFT方法的對(duì)比。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參閱圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)的方法 流程圖，該方法包括如下步驟 步驟1 :通過(guò)常規(guī)LS估計(jì)的方法的到各收發(fā)天線對(duì)之間的信道參數(shù)估計(jì)值&s ;
步驟2 :采用快速傅立葉反變換
hLS = IFFT (HLS); 步驟3 :計(jì)算信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值，并將該最大值作為判 決條件來(lái)區(qū)分信道沖激響應(yīng)的有效抽頭 五,，、^ = Max


/2;
l，(c尸< y《AO 步驟4 :從CP的結(jié)尾處向前開(kāi)始迭代過(guò)程；
i = CP， h' = hLS ; 步驟5 :在一個(gè)小的窗口范圍內(nèi)計(jì)算h'的能量均值
r ; i , 2 、 五,=Z ~ / 3 ，
(此處窗口大小取3，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)； 步驟6 :如果& < E邁ax)，則進(jìn)行以下補(bǔ)零操作:/z.


//'
0, 其他
否則，已找到有效抽頭，結(jié)束迭代，轉(zhuǎn)到步驟10 ; 步驟7 :將hwindmred變換到頻域
Hwind冊(cè)edFFT "(hwindcwedl
步驟8 :用LS信道估計(jì)值替換相應(yīng)子載波信道系數(shù)
汀C^
其中'V'代表'零'子載波(Null sub-carriers); 步驟9 :
vw/W鼎W [A] ， A 6 「0084] /7 = // ;
0085] 本發(fā)明提供的多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，對(duì)不同發(fā)送接收天線 對(duì)之間的信道估計(jì)是采用以上步驟獨(dú)立進(jìn)行的，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以考慮逐個(gè)進(jìn)行，或者并 行同時(shí)進(jìn)行，具體可根據(jù)硬件資源決定。
oose] 實(shí)施例
0087] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明
0088] 在本實(shí)施例中，以20腿z帶寬的2發(fā)2收WLAN系統(tǒng)為例，子載波數(shù)N = 64， CP = 6，發(fā)射數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)如圖3所示；信道系數(shù)為四個(gè)一維向量[Hu， H21， H12， Hj，我們以Hn 為例采用本發(fā)明方法進(jìn)行信道估計(jì)
0089] 步驟1 :通過(guò)常規(guī)LS估計(jì)的方法的到各收發(fā)天線對(duì)之間的信道參數(shù)估計(jì)值Hn"; 0090]
0 0.021304+0.0078344i
0081] h' =IFFT{H' wind。wed}
0082] i二i-l，轉(zhuǎn)到步驟5;
0083] 步驟10 :至此，我們得到有效抽頭的長(zhǎng)度:
i，同時(shí)得到了最終的信道系數(shù)估計(jì)
《=
0.092918-0.039402i
0092] -1.8429e-005-0.16476i
0093] -0.2203-0.14147i
0094] -0.25485十0.22414i
0095] 0.064607 +0.31345i
0096] 0.34223+0.11542i
0097] 0.40473-0.21636i
0098] -0.049812-0.46758i
0099] -0.43979-0.1382i
0100] o
0101] 0.13703 + 0.33042i
0102] 0.25532 + 0.14989i
0103] 0.244-0.10586i
0104] 0細(xì)5232-0.20878i
0105] -0.16222-0,20328i
0
0.061958-0扁777i -0.065331-0.19724i -0.24516-0.006726i -0.14701 + 0.25286i 0.15426 + 0.31201i 0.38869+0.054326i 0.24791-0.37226i -0.24157-0.39279i -0.43284-0.0B309i 0.22257+0.32358i (U7565+0.30412i 0.2711+0.012513i 0.13732 - (U6911i 0.00015806-0.23302i -0.20931-0.H254i
0.057491-0.17426i -0.14991-0.20742i -0.31215+0.085411i -0.12634+0.33989i 0.22727+0.21165i 0.40359-0.076367i 0.095662-0.44688i -0.34932-0.30418i -0.39314+0.22091i ■0.085894+0.36754i
0.22496+0.18971i
0.29896-0.066915i
0.15673-0.20893i
0,035564-0.25989i
-0.21046-0.1181i
-0.28035+0.03419i
-0.21995+0.074615i
0106]
0.19099-0.072569i
0107]
0.21014+0.178i -0.076165+0.26929i -0.019769+0.21478i
0108]0.07022 +0.2126i 0.1038 + 0.2129i 0.15991+0.10085i
0109]0.19948 + 0.047538i 0.19361 + 0'002827i 0 0 O];
0110] 步驟2 :采用快速傅立葉反變換
二 /，(仏？)；
步驟3:計(jì)算信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值，并將該最大值作為判 決條件來(lái)區(qū)分信道沖激響應(yīng)的有效抽頭
2)，(16 < y、 64) 五—=M"flfX
〃乙s =2.2340e-004; 步驟4 :令i = 16， h' = hLS ; 步驟5 :在一個(gè)小的窗口范圍內(nèi)計(jì)算h'的能量均值 二
、
乂
3
步驟6 :如果& < Emax)，則進(jìn)行以下補(bǔ)零操作:
0，
其他
0120] 0121] 0122] 0123]
否則，找到有效抽頭，結(jié)束迭代，轉(zhuǎn)到步驟10 ; 步驟7 :將hwindmred變換到頻域
H,
-windowed
FFT仏
windowedJ
0124]
0125] 0126] 0127] 0128]
W二
步驟8 :用LS信道估計(jì)值替換相應(yīng)子載波信道系數(shù)
、〃謂血』],"r
其中'V'代表'零'子載波(Null sub-carries); 步驟9:h' =IFFT{H' windowed} i = i-l，轉(zhuǎn)到步驟5 ;
步驟10 :此時(shí)i = 10，我們得到有效抽頭的長(zhǎng)度=10，同時(shí)得到了最終的信道系
數(shù)估計(jì)// 二 //.
0129]
0.02264-0.0051773i
0131]
0132]
0133]
0134]
0.080674-0.07308i
-0.058557-0.20048i
國(guó)0.28418-0.02904i
-0.16498+0.27342i
0.046973-0.0085062i 0.065715-0.12631i
-0.14992-0.18586i -0.28916+0.084927i
-0.062171+0.31856i
9
0.070328-0.031209i 0.018282陽(yáng)0.17526i
-0.23283-0.1259i 陽(yáng)0.24603+0.19222i
0.047259+0.3267i0135]
0136]
0137]
0138]
0.1531+0.30144i
0.38321+0.045722i
0,25999-0.36324i
-0.22744-0.41308i
0139]
-0.44517+0.018155i
0140]
0141]
0142]
0143]
0144]
-0.17958+0.34773i
(U6723+0.28954i
0.28279+0.02804i
0.17769-0.17387i
-0.0046072-0.23477i
0145]
-0.17657-0.15987i
0146]
0147]
-0.248+0.03243i
-0.11579+0.22571i
0148]
0.12453+0.18715i
0149]
0.15971-0力15876i
0.24921+0.24576i 0.39692-0.091578i 0.11342-0.44654i -0.35986-0.29907i -0.39543+0.16649i -0.051167+0.36841i 0.23716+0.20976i
0.26472-0.054007i 0.12019-0.20956i -0.066822-0.22474i -0.21706-0掘38i -0.2294+0.10792i -0.031768+0.24644i 0.16803+0.12002i (U2176-0.058218i
0.32931+0.16026i 0.35745-0.23599i -0.059467-0.4654i -0.4351-0.14587i -0.30061+0.27977i 0.068519+0,34615i 0.27522+0.11886i
0.22755-0.122i 0.058559-0.22972i -0.12524-0.19965i -0.24244-0.041077i -0.18451+0.1761i 0.053637+0.2328i (U7861+0.047119i 0.077846-0.076566i
0150]
0.039257-0緒225i]。
0151] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
10
權(quán)利要求
一種多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，該方法首先在頻域中利用最小二乘估計(jì)方法得到初步的信道系數(shù)，通過(guò)傅立葉反變換將該初步的信道系數(shù)變換到時(shí)域，并引入信道沖激響應(yīng)的有效抽頭的概念，以信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值作為判決條件，然后尋找有效抽頭范圍，并將有效抽頭范圍以外的部分通過(guò)在時(shí)域補(bǔ)零的方法濾除噪聲干擾，再將其轉(zhuǎn)換到頻域，以數(shù)據(jù)載波的最小二乘估計(jì)信道系數(shù)進(jìn)行替換，通過(guò)迭代插值的方法，恢復(fù)零子載波的信道系數(shù)，并最終得到接近于真實(shí)信道系數(shù)的信道估計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，該方 法具體包括以下步驟步驟1 :通過(guò)常規(guī)最小二乘估計(jì)方法得到各收發(fā)天線間的信道參數(shù)估計(jì)值； 步驟2 :采用快速傅立葉反變換，得到時(shí)域信道沖激響應(yīng)步驟3 :計(jì)算信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值，并將該最大值作為判決條 件來(lái)區(qū)分信道沖激響應(yīng)的有效抽頭；步驟4:從循環(huán)前導(dǎo)的位置開(kāi)始，直到遇到有效抽頭為止，采用迭代的方式，循環(huán)進(jìn)行在頻域中插值和在時(shí)域中補(bǔ)零；步驟5 :當(dāng)信道沖激響應(yīng)值達(dá)到步驟3的判決條件時(shí)，則認(rèn)為已經(jīng)找到信道沖激響應(yīng)的 有效抽頭的范圍，停止迭代，將最后一次補(bǔ)零后的時(shí)域信道沖激響應(yīng)轉(zhuǎn)換到頻域；步驟6 :得到最終的信道估計(jì)系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所 述信道沖激響應(yīng)的有效抽頭是那些對(duì)信道估計(jì)特性具有顯著影響的沖激響應(yīng)抽頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所 述將有效抽頭范圍以外的部分通過(guò)在時(shí)域補(bǔ)零的方法濾除噪聲干擾，是在時(shí)域中將除有效 抽頭以外的部分補(bǔ)零以濾除噪聲干擾。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，該 方法在信道估計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)多次迭代插值，恢復(fù)零載波的信道系數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述 在進(jìn)行迭代插值的過(guò)程中，用數(shù)據(jù)子載波的最小二乘信道系數(shù)替換濾波后的信道系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多入多出空間復(fù)用系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，該方法首先在頻域中利用最小二乘估計(jì)方法得到初步的信道系數(shù)，通過(guò)傅立葉反變換將該初步的信道系數(shù)變換到時(shí)域，并引入信道沖激響應(yīng)的有效抽頭的概念，以信道沖激響應(yīng)在循環(huán)前導(dǎo)范圍之外的最大值作為判決條件，然后尋找有效抽頭范圍，并將有效抽頭范圍以外的部分通過(guò)在時(shí)域補(bǔ)零的方法濾除噪聲干擾，再將其轉(zhuǎn)換到頻域，以數(shù)據(jù)載波的最小二乘估計(jì)信道系數(shù)進(jìn)行替換，通過(guò)迭代插值的方法，恢復(fù)零子載波的信道系數(shù)，并最終得到接近于真實(shí)信道系數(shù)的信道估計(jì)。本發(fā)明充分利用了無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)信道響應(yīng)的時(shí)域特性，采用噪聲抑制的方法對(duì)傳統(tǒng)信道估計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)，消除了噪聲對(duì)信道估計(jì)器的影響。
文檔編號(hào)H04L25/03GK101753491SQ20081024035
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者石寅, 肖宛昂, 鑒海防 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所