基于mimo-ofdm通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于MIMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，首先使用LS準(zhǔn)則（最小平方）獲得導(dǎo)頻點(diǎn)上的信道響應(yīng)；其次，從頻域方向開始，利用導(dǎo)頻信號(hào)點(diǎn)上的信道響應(yīng)進(jìn)行一維的維納濾波，從而獲取頻域方向上的濾波器系數(shù)；再次，用類似的方法，計(jì)算時(shí)域方向的維納濾波器系數(shù)；最后，聯(lián)合頻域及時(shí)域系數(shù)獲得近似的二維濾波器系數(shù)，從而計(jì)算出時(shí)頻柵格上所有點(diǎn)的信道響應(yīng)值。本發(fā)明的算法能夠在簡化計(jì)算量的情況下，使系統(tǒng)性能接近基于MMSE準(zhǔn)則的二維維納濾波估計(jì)算法。
【專利說明】 基于MIMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于MIM0-0FDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，屬于通信系統(tǒng)接收機(jī)信道估計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用MIM0-0FDM技術(shù)時(shí)，可以采用相干解調(diào)或差分解調(diào)方式。差分解調(diào)由于信號(hào)包含在相鄰符號(hào)之差中，不需要進(jìn)行信道估計(jì)，接收機(jī)較為簡單，但是與相干解調(diào)相比，在信噪比方面會(huì)有3dB的損失；并且差分解調(diào)無法應(yīng)用多電平調(diào)制技術(shù)，因此為了獲得更高的數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率與良好的系統(tǒng)性能，通常采用相干解調(diào)方式。所以信道估計(jì)也成為了通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0003]由于無線移動(dòng)信道存在多徑時(shí)延、衰落、多普勒頻移/高斯白噪等一系列影響，因此在接收端對信道參數(shù)的估計(jì)是一個(gè)困難的過程。信道估計(jì)的方法通?？梢员环譃槿?第一類是非盲信道估計(jì)，借助于參考信號(hào)，如導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列，按一定的估計(jì)準(zhǔn)則估計(jì)信道參數(shù)值，同時(shí)逐步跟蹤和調(diào)整待估參數(shù)的估計(jì)值，這類算法的優(yōu)點(diǎn)是簡單且易于實(shí)現(xiàn)，但插入的導(dǎo)頻會(huì)降低信道的利用率。第二類是盲信道估計(jì)，它無需加入導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列，而利用調(diào)制信號(hào)本身固有的和具體承載信息比特?zé)o關(guān)的一些特征來進(jìn)行信道估計(jì)的方法。這類算法雖然提高了系統(tǒng)的頻譜利用率，但存在估計(jì)精度低、收斂速度較慢、計(jì)算復(fù)雜度高等問題。第三類是半盲估計(jì)，是一種將盲估計(jì)與基于導(dǎo)頻序列估計(jì)這兩種方法結(jié)合起來的信道估計(jì)方法，它兼顧了前兩者的特點(diǎn)，但目前該技術(shù)尚未發(fā)展成熟，正有待進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于MMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法。本方法采用基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法，在數(shù)據(jù)中插入一定數(shù)量的已知數(shù)據(jù)(Pilot導(dǎo)頻)，通過已知點(diǎn)上信道的響應(yīng)值來獲取整個(gè)信道的完整響應(yīng)。
[0005]技術(shù)方案:一種基于MMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，包括如下步驟:
[0006](I)導(dǎo)頻采用時(shí)頻域間隔的矩形形式插入發(fā)送數(shù)據(jù)幀；
[0007](2)基于LS準(zhǔn)則，利用導(dǎo)頻點(diǎn)處的接收信號(hào)值計(jì)算時(shí)頻柵格上導(dǎo)頻點(diǎn)的信道響應(yīng)值；
[0008](3)利用導(dǎo)頻處的信道響應(yīng)，在頻域方向使用一維的維納濾波方法，計(jì)算出頻域Wiener濾波的濾波系數(shù)矩陣；
[0009](4)按照(3)的方法，在時(shí)域方向使用一維的維納濾波方法，計(jì)算出時(shí)域Wiener濾波的濾波系數(shù)矩陣；
[0010](5)聯(lián)合頻域及時(shí)域的濾波系數(shù)計(jì)算出二維維納濾波器的濾波系數(shù)近似值，并由此計(jì)算信道響應(yīng)參數(shù)。
[0011]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于MMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，利用了維納濾波器，分別計(jì)算時(shí)域及頻域的信道參數(shù)，使信道估計(jì)的性能接近時(shí)頻域同時(shí)進(jìn)行的二維維納濾波方法，同時(shí)降低了計(jì)算復(fù)雜度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是MMO-OFDM通信系統(tǒng)模型；
[0013]圖2是導(dǎo)頻插入的矩形模式；
[0014]圖3是本發(fā)明的均方誤差仿真圖；
[0015]圖4是本發(fā)明系統(tǒng)誤比特率的仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0017]基于MMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，在系統(tǒng)中的實(shí)施位置在圖1所示的信道估計(jì)模塊處。仿真系統(tǒng)采用了如下的參數(shù)設(shè)置:子載波個(gè)數(shù)1024 ；循環(huán)前綴256 ;載頻3.2GHz ;調(diào)制方式4QAM ；車速120km/h ;信道采用ITU-R M.1225信道A模型，其室內(nèi)環(huán)境各徑的相對時(shí)延和平均功率為[050110170290310]ns和[0.0-3.0-10.0-18.0-26.0-32.0]db。
[0018]步驟1:在發(fā)送端，導(dǎo)頻采用時(shí)頻域間隔的矩形形式插入發(fā)送數(shù)據(jù)幀，插入圖案如圖2所示(圖中黑點(diǎn)代表導(dǎo)頻點(diǎn))。導(dǎo)頻間隔必須滿足二維采樣定理，同時(shí)時(shí)頻域內(nèi)導(dǎo)頻符號(hào)的放置位置必須使信道估計(jì)器能夠跟上信道傳輸函數(shù)的變化，而又不過多地增加系統(tǒng)的額外開銷。
[0019]假設(shè)Nt為導(dǎo)頻的時(shí)域間隔，Nf為導(dǎo)頻的頻域間隔。根據(jù)二維采樣定理，可以得到:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種基于MIMO-OFDM通信系統(tǒng)的分離維納信道估計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)導(dǎo)頻采用時(shí)頻域間隔的矩形形式插入發(fā)送數(shù)據(jù)幀； (2)基于LS準(zhǔn)則，利用導(dǎo)頻點(diǎn)處的接收信號(hào)值計(jì)算時(shí)頻柵格上導(dǎo)頻點(diǎn)的信道響應(yīng)值； (3)利用導(dǎo)頻處的信道響應(yīng)，在頻域方向使用一維的維納濾波方法，計(jì)算出頻域Wiener濾波的濾波系數(shù)矩陣； (4 )按照(3 )的方法，在時(shí)域方向使用一維的維納濾波方法，計(jì)算出時(shí)域Wiener濾波的濾波系數(shù)矩陣； (5)聯(lián)合頻域及時(shí)域的濾波系數(shù)計(jì)算出二維維納濾波器的濾波系數(shù)近似值，并由此計(jì)算信道響應(yīng)參數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK103685094SQ201310680943
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】王嫻玨, 顧燕, 郭潔 申請人:河海大學(xué)