[发明专利]一种获取非连续正交频分复用系统较优导频的方法

说明书

技术领域

本发明属于正交多路复用系统技术领域，具体涉及非连续正交频分复用(NC-OFDM) 系统获取较优导频的方法。

背景技术

非连续正交频分复用是一种基于认知无线电的数据传输技术，它适用于离散频谱碎 片的环境，可视作传统正交频分复用(OFDM)技术的一种变型。在频谱不连续分布情 况下，非连续正交频分复用系统将整个处理频带按正交频分复用的方式进行规划，并利 用相互正交的子载波覆盖全频带；通过频谱感知模块提供的精确频谱信息，它将离散的 空闲频谱碎片所对应的于载波设置为活跃子载波，而将其余不可用频带(被其它系统占 用部分)相对应的子载波设置为空闲子载波，因此在充分地利用频谱碎片的同时，它能 有效地防止对相邻系统的干扰。由于非连续正交频分复用技术的频谱利用率极高、对抗 多径衰落的鲁棒性很强、数据传输速率很高，因此它被认为是第四代移动通信系统中最 有竞争力的候选技术。

在正交频分复用系统中，信号的传输会受到无线信道的影响，从而使接收信号产生 较为严重的衰落失真。为了提高信号的接收性能，正交频分复用系统的接收端通常需要 对信道进行准确估计，常用的方法是采用导频辅助解调方法，即发送端在某些特定的子 载波位置上插入一些已知的导频符号，接收端再利用这些导频符号通过先进的信道估计 器进行估计。《国际电气与电子工程师协会-消费电子汇刊》(IEEE Transactions on Consumer Electronics，vol.44，pp.1122-1128，Sept.1998)指出，导频位置和导频功率对信 道估计的性能有着最为重要的影响，当接收端采用最小二乘(LS)信道估计算法时，在 基于最小化信道估计均方误差(MSE)的准则下，活跃子载波内等间隔等功率分配的导 频是最优的。然而，由于频谱的随机不连续性，这种最优的导频不一定适用于非连续正 交频分复用系统中。

为了解决上述问题，第二届《国际专题报告-通信、控制和信号处理》(Proc.IEEE EURASIP Int.Symp.Communications，Control，and Signal Processing，Mar.2006)由茂勒勾 岣(Mounir Ghogho)所发表的“On optimum pilot design for OFDM systems with virtual carriers”一文中提出了一种在非连续频谱下获取最优导频的方法，在基于最小化活跃子 载波信道估计均方误差的准则下，通过穷举所有可行的导频图案求得导频的最优位置及 其最优功率，但该方法的复杂度过于庞大，难以应用于实际系统中。

发明内容

本发明的目的是提出一种获取非连续正交频分复用系统较优导频的方法，以解决现 有方法中运算量巨大、无法应用于实际系统中的问题，提高系统的信道估计性能，降低 系统的误码率。

本发明获取非连续正交频分复用系统较优导频的方法，令发送端采用梳状导频模式 进行传输，通过前端的频谱感知模块，确定可用不连续频谱的位置集合及其含有的活 跃子载波总数N_a，根据预先协商所需的导频总数N_p、导频总功率P_a以及信道的最大时延 扩展径数L，在基于最小化活跃子载波信道估计均方误差的准则下，计算出系统中的较 优导频位置集合及较优导频功率P_pow；其特征在于依次包含以下步骤：

步骤一、根据导频平均间隔计算式S_p＝N_a/N_p来计算可用不连续频谱的导频平均间 隔S_p；

步骤二、按照相邻可用频谱块的间隔必须大于可用不连续频谱的导频平均间隔S_p、 可用频谱块内相邻子载波的间隔不可超过可用不连续频谱的导频平均间隔S_p这两个原 则，把可用不连续频谱分解为一系列互不重叠的可用频谱块，计算获得可用频谱块总数 M及各可用频谱块中包含的活跃子载波数N_m；设第m块可用频谱块的位置集合为 其中表示第m块可用频谱块的第i个活跃子载波序号或位置， 且在第m块可用频谱块的位置集合中进行升序排列，m＝1，2，...，M，i＝1，2，...，N_m；