[发明专利]基于循环相关的信道估计方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号传输技术领域，尤其涉及一种基于循环相关的信道估计方法及系统。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，OFDM)技术由于其具备优秀的抗多径干扰的能力，目前已经在多种宽带数字信号传输系统中得到了应用，如无线局域网、无线数字音频和视频广播传输标准(Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB)。欧洲数字视频地面广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial，DVB-T)、第二代DVB-T标准DVB-T2以及中国地面数字电视传输标准(DigitalTelevision Multimedia Broadcast，DTMB)中都采用了OFDM技术。

传统的OFDM系统采用了循环前缀(Cyclic-Prefix，CP)用于对抗多径信道所造成的符号间干扰(Inter-Symbol Interference，ISI)，并且采用频域导频来进行信道估计以及同步参数的提取。如欧洲地面数字电视标准DVB-T系统，其时频二维信号结构如图1所示。其中标记黑色的子载波为传输的频域导频符号。频域导频可分为连续导频和离散导频两种类型。在8K模式的DVB-T系统中共插入了177个连续导频，而2K模式中插入了45个连续导频。离散导频按照每4个OFDM符号重复循环一次的规则分散插入到OFDM频域符号中。连续导频可用于载波和定时等同步参数的提取，而离散导频主要用于频域信道估计，并可通过时频二维插值获得整个频域的信道响应。但是导频符号的插入降低了有效的数据传输带宽和频谱利用率。

中国地面数字电视标准DTMB系统中采用了时域同步正交频分复用技术(Time Domain Synchronous OFDM，TDS-OFDM)，时域训练序列作为保护间隔代替了传统OFDM中的循环前缀，训练序列在接收端还可用于同步和信道估计。DTMB系统的多层复帧结构如图2所示。TDS-OFDM是一项已经公开的技术，公开于名称为“时域同步正交频分复用调制方法”、申请号为01115520.5、公开号为CN1317903A的专利申请中。使用伪随机序列(Pseudorandom Noise，PN)代替OFDM中保护间隔并用于时间同步、频率同步和信道估计也是一项已经公开的技术，公开于名称为“正交频分复用调制系统中保护间隔的填充方法”、申请号为01124144.6、公开号为CN1334655A的专利申请中。特别的，已知训练序列在对抗块间干扰起到保护间隔作用的同时，还可以辅助进行同步、定时恢复、载波恢复、信道估计和噪声估计等。DTMB系统包含三种可选的训练序列长度，分别为PN420、PN595和PN945，均为时域训练序列。

当存在多径干扰时，训练序列会受到前一个信号帧的数据符号的干扰，从而影响信道估计的结果，降低信道估计的准确性。为此需要采用迭代的方法来消除数据符号与训练序列之间的干扰，但这样却提高了系统的实现复杂度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何避免传统TDS-OFDM系统中训练序列与数据符号之间的干扰，从而提高信道估计的精度，降低系统复杂度。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种基于循环相关的信道估计方法，该方法包括步骤：

S1.对接收信号进行帧同步，得到初始位置信息，根据所述初始位置信息选取对应的接收信号作为接收训练序列；

S2.将所述接收训练序列与本地已知的训练序列进行循环相关运算，得到时域信道冲激响应；

S3.根据所述时域信道冲激响应对信道的多径分布进行分析，若需要调整接收训练序列的选取位置，则根据分析结果调整接收训练序列的选取位置，再次选取接收训练序列，并返回执行步骤S2，否则，输出最终信道估计结果。

其中，所述接收训练序列由至少两段相同的已知训练序列构成，且呈块状地连续插入在发送信号中。

其中，步骤S2中的循环相关运算通过时域相关器或频域相关器实现。

其中，通过频域相关器实现所述循环相关运算的方法包括步骤：

S2.1对所述接收训练序列进行离散傅里叶变换，得到频域信号；

S2.2将所述频域信号与本地已知的训练序列在频域进行复数除法；

S2.3对步骤S2.2复数除法得到的结果进行反离散傅里叶变换，得到时域信道冲激响应。