[发明专利]一种应用于无线传感器网络中的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种应用于无线传感器网络中的信道估计方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless SensorNetwork，简称“WSN”)是由具有无线通信，感知及计算能力的微型传感器节点组成的“智能”网络，它涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，现已广泛应用于军事、农业、环境检测、医疗卫生、工业、智能交通等各种领域，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称“OFDM”)技术是无线传感网中得核心技术之一，它既可以被看作是一种调制技术，又可以被看作是一种复用技术。具有频谱利用率高和抗多径衰落能力强等优点，已成为现代无线通信中得热门技术，被广泛应用于高速数字通信领域，比如IEEE802.11a(WLAN)的物理层等。大多数无线传感器网络应用中节点受资源、成本、功耗的限制，使得应用于无线传感网中的OFDM通信需满足低资源消耗、大载波频偏、低物理层开销的要求。由于信道估计模块部分是OFDM的关键模块之一，因此研究在保证信道估计的准确度的条件，尽量节省资源的信道估计方法是很必要的。

信道估计算法可以按照是否有导频序列可以分为基于导频的信道估计和盲均衡。基于导频信号的估计技术是在大多数无线系统中采用的信道估计方法。相反盲估计仅仅依赖于信号的统计特性，一般在OFDM系统中应用较少。基于导频信道的信道估计方法主要有最小二乘(Least Square，简称“LS”)估计方法，基于最小均方差(Minimum Mean Square Error，简称“MMSE”)准则的维纳滤波估计，奇异值分解(Singular Value Decomposition，简称“SVD”)算法，通过变换域滤波处理的LS算法。在实际系统中，为避免其他系统的干扰及便于实现滤波器的设计，通常将传输带宽的部分载波空置作为保护频带，由于保护频段的存在，降低了信道估计的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于无线传感器网络中的信道估计方法，能够以较小的资源消耗实现在无线传感器网络应用中的信道估计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种应用于无线传感器网络中的信道估计方法，包括以下步骤：

(1)提取导频经过信道后的信号；

(2)利用最小二乘算法对信道参数进行估计，即将所述提取得到的信号与存在本地的导频相除，得到信道参数；

(3)将得到的信道参数映射到所对应的信道上，未传输信号的虚载波信道分为两端的保护带和中间的直流部分两种情况：两端的保护带的虚载波信道参数取与其相邻子载波的信道参数的最小二乘算法估计值，两端的保护带的虚载波与相邻的子载波相互对称，即两端的保护带的宽度与提取的相邻子载波的宽度相同；中间的直流部分的左半部分采用左边相邻信道参数的最小二乘算法估计值，右半部分采用右边相邻信道参数的最小二乘算法估计值，中间的信道参数采用两边相邻的信道参数的平均值，将信道参数补齐；

(4)将所述补齐后的信道参数进行频域滤波，完成信道估计。

所述步骤(1)中根据梳状导频的插入规则提取导频经过信道后的信号。

所述步骤(1)中还包括将所述提取导频经过信道后的信号与对应信道上的信号进行相加的步骤。

所述步骤(4)还包括以下子步骤：

(41)对补齐后的信道参数进行快速傅里叶变换，使补齐后的信道参数变换到频域；

(42)截取信道参数频域变换值的低频部分，将高频部分置为零；

(43)对频域滤波后的信道进行快速傅里叶逆变换到时域，并截取信号传输过程中所用到的信道参数。

所述的快速傅里叶变换和快速傅里叶逆变换在无线传感器网络中的正交频分复用系统中完成。

有益效果