[发明专利]一种基于多载波的信道估计方法、装置及应用

说明书

技术领域

本发明属于无线通讯技术领域，涉及一种基于多载波的信道估计方法、装置及应用。

背景技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)因其具有较高的频带利用率和良好的抗多径性能，已被写入WiMAX、LTE等标准，是未来无线通信系统物理层的核心技术。而信道估计是OFDM系统中的一个关键技术，信道估计误差将会使误码率增加，使系统性能恶化。

在实际系统中，为了避免滤波器频域响应的滚降区域对信号造成畸变，通常将传输带宽的部分载波空置作为保护频带。传统的DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)算法通过在时域进行噪声的抑制使其性能优于基于最小二乘准则(LS)的信道估计方法。但是，当系统中存在虚载波时信道冲激响应有效径能量有所泄漏，因此在抑制噪声的同时也会使得一部分有效能量被抑制掉，使得性能受损。尤其当虚载波数量较多时，性能会受到严重影响。

发明内容

本发明为解决在现有的信道估计技术中，通过传统的DFT算法在时域进行噪声抑制时性能较差的问题，提供一种基于多载波的信道估计方法、装置及应用，相应的方法包括：

提取导频位置的频域接收信号，并进行初始信道估计，得到导频位置初始信道频域响应；

将所述信道频域响应进行频域插值，得到信道频域响应；

根据所述信道频域响应计算信道冲激响应；

对所述信道冲激响应进行噪声抑制；

根据所述无虚载波影响的信道冲激响应计算获得最终估计值。

相应的装置包括：

初始估计单元，用于提取导频位置的频域接收信号，并进行初始信道估计，得到导频位置初始信道频域响应；

频域插值单元，用于将所述信道频域响应进行频域插值，得到信道频域响应；

冲激响应计算单元，用于根据所述信道频域响应计算信道冲激响应；

噪声抑制单元，用于对所述信道冲激响应进行噪声抑制；

最终估计单元，用于根据所述无虚载波影响的信道冲激响应计算获得最终估计值。

基于相应的装置的应用，用于单发单收、单发多收、多发单收或者多发多收系统。

本发明在时域抑制噪声之前，利用存在虚载波时的信道冲激响应循环卷积矩阵的逆矩阵还原了无虚载波影响时的信道冲激响应的有效径，并将噪声部分抑制掉，从而获得更好的信道估计性能。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的基于多载波的信道估计方法的流程示意图；

图2是本发明的实施例提供的在一个典型的多载波多天线系统中进行信道估计的仿真结果示意图；

图3是本发明的实施例提供的基于多载波的信道估计装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式提供了一种基于多载波的信道估计方法，如图1所示，该方法具体可以包括：

步骤11，提取导频位置的频域接收信号，并进行初始信道估计，得到导频位置初始信道频域响应；

步骤12，将信道频域响应进行频域插值，得到信道频域响应；

步骤13，根据信道频域响应计算信道冲激响应；

步骤14，对信道冲激响应进行噪声抑制；

步骤15，根据无虚载波影响的信道冲激响应计算获得最终估计值。

本实施例的基本原理为在时域抑制噪声之前，利用存在虚载波时的信道冲激响应循环卷积矩阵的逆矩阵还原了无虚载波影响时的信道冲激响应的有效径，并将噪声部分抑制掉。

具体的，在发送端，可以在可用子载波导频位置插入导频，其余可用子载波位置插入数据，虚载波位置置零，经过傅立叶反变换后，加入循环前缀并形成发送帧，经过滤波和上变频后通过发送天线发送出去。

在接收端，首先计算出存在虚载波时的信道冲激响应循环卷积矩阵。存在虚载波时，由于虚载波位置都为零，相当于频域响应与窗函数相乘，此窗函数为：

对上述窗函数进行傅利叶反变换得到冲激响应W，可以通过循环移位得到其卷积矩阵：

由于信道有效径只存在于CP范围内，因此矩阵只保留前CP行。