[发明专利]一种多带超宽带系统隐藏导频的信道估计方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种多带超宽带系统隐藏导频的信道估计方法及装置。

背景技术

超宽带(UWB)技术是目前正被广泛研究的一种新兴无线通信技术。与其他无线通信技术相比，UWB技术具有传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低等优点。基于脉冲的UWB技术和多带OFDM是现行UWB通信系统的两种主流方案。其中的多带OFDM UWB物理层方案被认为是传统OFDM和频跳（FH）的合并方案。和基于脉冲UWB相比，多带OFDM技术在谱占有上有高度的灵活性，并且可以以一种更加有效的方式利用FCC谱，因此，可以避免传统窄带系统UWB系统的干扰，从而改善了系统的性能。

在基于OFDM的UWB系统中，接收机根据信道频域响应对每个子信道进行频域均衡后进行相干检测。然而，实际环境中，密集多径环境下的信道信息并不是先验已知的，接收机需要在检测接收信号前，首先要对信道进行估计或恢复。由于人们往往易于处理仅有几条多径的信道估计情况，所以对含有几百条多径的UWB信道的估计并不易下手。一般而言，传统OFDM系统中已有的信道估计算法可以通过简单的修改推广到多带OFDM系统中。近年来，基于隐藏导频序列或叠加导频的信道估计方法越来越受到重视。该类方法不同于传统导频分配方案，需要为导频序列专门分配时隙或频率，而是将导频叠加在数据信息上传输，以节约宝贵的带宽资源和提高传输速度，并成为一种带宽有效的信道估计方案。在相关文献中，已出现了基于接收信号均值的隐藏导频OFDM系统的信道估计方法，该方法为避免数据对导频的干扰，基于接收信号的一阶统计量，分别按照最小二乘（LS）准则和最小均方误差（MMSE）准则对信道进行估计。然而，由于接收信号的均值是通过对接收信号有限个采样数据进行的算术平均而获得，所以均值的估计误差会使得该方法的性能差于传统导频辅助的信道估计方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多带超宽带系统隐藏导频的信道估计方法和装置，以解决目前多带超宽带系统隐藏导频的信道估计过程由于接收信号的均值是通过对接收信号有限个采样数据进行的算术平均而获得，而导致目前这种信道估计的性能差的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种多带超宽带系统隐藏导频的信道估计方法，该方法的步骤如下：

1）.对待发送信息序列进行QPSK调制后形成正交频分复用符号，将形成的正交频分复用符号形成簇并推算出其符号均值；

2）.利用该均值对每个正交频分复用符号实虚部进行双边判决预处理，以缓解接收机由于采样数据不足导致的均值估计不准而带来信道估计精度不高的问题；

3）.将导频子载波符号和均值预处理数据子载波符号在频域相叠加形成一个隐藏导频的正交频分复用符号；

4）.对每个叠加后正交频分复用符号进行逆傅立叶变换后经发射天线发出；

5）.接收端对接收到的数据帧进行分簇，在每个簇内，对接收的OFDM符号通过傅立叶变换将信号转换至频域；

6）.对每个簇内经过频域变换的信号进行均值估计，借助导频符号按照LS准则对信道进行估计。

所述的发射端进行叠加前的导频子载波符号需要进行功率放大，以缓解叠加导频所引致的发射功率过大的问题。

所述的步骤2）中对每个正交频分复用符号实虚部进行双边判决预处理包括符号实虚部双边判决和均值修正两个部分，如果均值估计的模值为零，则QPSK符号不做修正；如果均值估计的实部或虚部大于零，则QPSK符号的实部或虚部减去估计均值的实部或虚部进行修正；如果估计均值的实部或虚部小于零，则QPSK符号的实部或虚部分别加上估计均值的实部或虚部进行修正。

所述的步骤5）中对接收到的数据帧进行分簇时，簇的大小取决于信道的相干时间，或者由发送端均值估计时OFDM符号的个数决定。

所述的步骤4）中对每个叠加后的正交频分复用符号进行逆傅立叶变换后，需插入循环序列前缀后再经发射天线发出，所述的步骤5）中在对接收到的每个簇内OFDM符号进行傅立叶变换前需要进行去循环前缀的处理。