[发明专利]一种单载波频域均衡系统的信道估计与滤噪方法

说明书

本发明公开了一种单载波频域均衡系统的信道估计与滤噪方法。本发明属于通信技术领域，尤其涉及单载波频域均衡系统中信道估计与滤除噪声方法。所述方法主要包括：接收端读取M点导频数据；对得到的导频数据进行最小二乘估计，得到所述导频信号的时域信道；将时域信道前N‑1点数据拼接到尾部形成新的N+M‑1点时域信道,并对新的时域信道进行最大能量窗滑动搜索，得到最大能量窗起始位置；利用能量窗外的信道估计值进行噪声估计，根据噪声对能量窗内窗外进行联合降噪处理；对降噪后的原始时域信道中间补零，补齐至有用数据的长度，得到估计的有用数据的时域信道。本发明方法使用最大能量窗搜索以及窗内窗外联合降噪的方法，最大程度上保留信道中的有效能量径，滤除噪声径，信道估计准确，误差小。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及单载波频域均衡系统中信道估计与滤噪方法。

背景技术

2003年发布的IEEE 802.16a标准在IEEE 802.16标准的基础上制定了2～11GHz租用频带的空中接口标准，并规定了SC-FDE系统作为传输模式之一。IEEE 802.16a标准中的单载波传输模式不同于传统的单载波传输，它发送的是调制后的高速率单载波信号，接收端通过FFT和IFFT变换来实现频域均衡，实际上是对接收信号的频域分析，这种系统称为单载波频域均衡系统。

信号的发送载体即为信道，主要的传播信道为无线信道。无线信道由于其传播环境恶劣，会产生符号间干扰，使得接收的信号严重失真。由于无线信道的这种特性，使得信道有很大的随机性，因此对信道的估计和预测是非常有必要的。

现有技术中存在一种信道估计方法。这种方法发送的信号由导频信号和有用数据组成。首先，将导频插入到发送端的适当位置；然后，在接收端通过信道估计准则来得到插入导频位置的信道信息；最后，在得到的信道信息的基础上，于是整个信道的信息可以通过内插、滤波等方法来得到。具体的，在估计出导频位置的频域信道后，通过快速傅里叶变换(IFFT)得到时域信道冲击响应。由于导频的长度小于有用数据的长度，依次需要在导频时域信道冲击响应后面补零，补齐到有用信号的长度，依此得到有用信号的时域信道冲击响应。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在理想情况下，经由信道估计得到的时域信道冲击响应能量较大点通常全部集中在信道前端，而在时域信道冲击响应末端的点的能量值一般为零。而在具体实现过程中，由于收发两端的滤波器以及多径信道的共同作用，会使得经由信道估计得到的时域信道冲击响应发生能量扩散现象，如果同步阶段不能给出准确的信道估计FFT窗位置，由于FFT计算产生循环移位，求得时域信道能量较大的径不一定全部集中在信道前端，而在时域信道末尾会出现若干能量较大径。此外，考虑噪声的影响，时域信道冲击响应各径都掺有噪声能量。针对尾部出现较大能量径，现有技术主要由以下两种：(1)在定时同步阶段通过设置静态门限来找到符合条件的首条能量径，依此作为FFT窗起始点；(2)在同步阶段给出FFT窗起始点的基础上，提前一个固定的m点取数，并以次作为新的FFT起始点。针对各径均掺杂噪声的方法主要是保留时域信道中最大的n根径，其余各径置零。无线信道是动态变化的，设置静态门限和提前固定m点取数的信道估计方法以及保留n点最大径的滤噪方式并不适用复杂多变的无线信道条件，不能完全解决尾部出现较大能量点的问题以及最大程度滤除信道噪声。这样得到的信道估计结果去除了尾部可能出现的较大能量点，与有用数据信道情况有很大误差，这些误差会导致解调错误，并导致解调性能降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单载波频域均衡系统信道估计与滤噪方法。此方法能够充分考虑由于FFT循环移位引起的时域信道冲击响应末端出现的较大能量点，采用最大能量窗的方法把末端较大能量点循环移位道信道前端，并采用窗外置零和窗内门限筛选的方法去除噪声影响。本发明提供的方法信道估计准确，误差小，可以保证高速业务中信道的性能稳定可靠。

本发明的技术方案是：一种单载波频域均衡系统的信道估计与滤噪方法，该方法包含以下步骤：