[发明专利]一种信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，具体是涉及一种信道估计方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术具有对抗符号间干扰(ISI)的能力，同时可以提供很高的频谱效率，因此被视为下一代无线移动通信系统最有可能采用的传输技术，已经在数字用户环路、数字音频/视频广播、无线局域网和无线城域网等诸多领域得到了广泛应用。

为保证OFDM通信系统在无线移动信道环境中具有良好的性能，必须对时变的多径衰落信道进行尽可能准确的估计。而信道估计的质量对OFDM系统的性能起着很关键的作用。

目前具有实用价值的信道估计方法都要借助于已知的导频信息。根据处理流程的不同，可以将基于导频的信道估计分为频域信道估计和时域信道估计。一般来说，时域信道估计能以适中的复杂度获得较高的信道估计精度，因此是一种很有效的信道估计方法。时域信道估计由于需要借助于离散傅立叶变换和逆离散傅立叶变换(DFT/IDFT)，从而也被称为基于DFT的信道估计方法。

基于DFT的信道估计方法的具体处理流程如图1所示，对应以下步骤：

步骤101、为所有的导频执行最小二乘(LS)信道估计；

步骤102、对导频位置的信道频域响应估计结果进行逆快速傅立叶变换(IFFT)，从而得到时域信道冲激响应估计；

步骤103、对时域信道冲激响应估计进行截短后补零；

步骤104、对处理后的时域信道冲激响应估计进行快速傅立叶变换(FFT)，即可获得完整的信道频域响应估计(CFR)。

在所有导频信息均可获得的情况下，基于DFT的信道估计方法能够得到较好的信道估计结果。

然而，基于DFT的信道估计方法需要使用跨越全频域范围的等间隔梳状导频，或者是可以视为梳状导频的特例的块状导频。另一方面，对于工程实际中的OFDM通信系统而言，不能用于数据和导频传输的虚载波是不可或缺的，虚载波中的低频虚载波用于消除信号的直流成分，高频虚载波则提供了减少信号带外泄露的保护间隔。与没有虚载波的理想情况相比，在实际系统中必然会有部分基于DFT的信道估计方法所需要的导频落入虚载波的范围内，因此，直接使用传统的基于DFT的信道估计方法会大大增加信道估计的误差，尤其在虚载波附近的子载波位置上，其信道估计误差更为明显。为简化后续的描述，将上述这种落入虚载波范围内、且在理想情况下存在的导频称为虚导频。

为减小基于DFT的信道估计方法在实际OFDM通信系统中的性能下降，目前有两种解决方案。

第一种方案是先借助外插或预测来重构虚载波位置处的信道频域响应估计，之后再使用图1所示的信道估计方法。但该方案所获得的性能依赖于外插或者预测的准确性，在实际系统中通常误差比较大，并且，该方案还会增加系统的计算复杂度。

第二种方案是在执行图1中的步骤102之前，在频域的虚导频位置补零，再借助IFFT得到时域信道冲激响应估计，然后对该时域信道冲激响应估计中间补0，之后再通过步骤104中的FFT变换回频域。该方案需要假定定时同步完全准确，以确定时域补0的位置，而实际OFDM通信系统中的定时同步不可避免地会存在误差。并且该方法得到的信道估计结果在虚载波附近的子载波仍然存在较大的误差。

综上所述，由于实际的OFDM通信系统中必须有虚载波，因此，目前的基于DFT的信道估计方法所得到的信道估计误差较大，尤其在虚载波附近的子载波位置上，信道估计误差更为明显。而已有的两种改进方法仍然无法很好的解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的主要问题在于提供一种信道估计方法，以有效减小虚载波带来的信道估计性能下降，并且不会增加信道估计的计算复杂度。

为解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：

一种信道估计方法，该方法包括：

a.对位于可用子载波范围内的可用导频执行常规的信道估计，并对位于虚载波范围内的虚导频设定虚拟的信道频域响应估计以保证平滑过渡，得到所有导频位置的信道频域响应估计；

b.对步骤a所得的信道频域响应估计进行傅立叶逆变换，得到时域信道冲激响应估计；

c.对步骤b所得的时域信道冲激响应估计插0后进行傅立叶变换，得到包括数据符号在内的完整的信道频域响应估计。

所述步骤a中，对可用导频执行常规的信道估计为：利用最小二乘(LS)算法或最小均方误差(MMSE)算法对可用导频执行信道估计。

所述虚导频只包括高频虚导频，