[发明专利]一种OFDM系统信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种OFDM系统信道估计方法。

背景技术

信道估计是正交频分复用(OFDM)系统的重要组成部分，信道估计的准确性直接影响整个系统的性能。在现有技术中，基于导频图样的信道估计方法大致有两种：一种为基于离散傅立叶变换(DFT)的时域去噪信道估计方法，一种为基于维纳滤波器的线性最小均方误差(LMMSE)方法。下面对上述两种方法进行详细介绍。

图1为现有技术中基于DFT的时域去噪信道估计方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，接收机接收导频位置的导频信号，通过最小均方(LS)估计得到包含信道信息和噪声的信道信号。

步骤102，通过逆离散傅立叶变换(IDFT)将步骤101中包含信道信息和噪声的信道信号反变换为时域信号。

步骤103，对步骤102中的时域信号进行时域去噪。

其中，时域去噪的方法可以为：根据计算的循环前缀(CP)得到噪声区间，然后将噪声区间信号置0，从而去除了噪声；或者，采用信道拟合方法去除噪声。

步骤104，通过DFT将步骤103中去噪后的时域信号变换为频域信号。

由于上述步骤103进行了时域去噪，因此，可以视为步骤104中的频域信号仅包括信道信息，步骤104中的频域信号即为估计信道信息。

后续还可能包括通过插值得到时域信号的步骤，由于后续步骤与本发明无关，故不再进行详细介绍。

至此，本流程结束。

图2为现有技术中基于维纳滤波器的LMMSE方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，接收机接收导频位置的导频信号，通过LS估计得到包含信道信息和噪声的信道信号。

本步骤与上述步骤101相同。

步骤202，根据维纳定理，生成维纳滤波器系数。

根据维纳定理生成的维纳滤波器系数其中，R_hh为所求子载波上的信道和导频子载波上的信道的相关矩阵，R^*_hh为导频子载波上的信道的相关矩阵，δ_N为噪声，XX^H为发送导频信号的相关矩阵，()^H表示共轭运算。

步骤203，计算步骤201中包含信道信息和噪声的信道信号与步骤202中维纳滤波器系数的乘积，所得的乘积即为仅包括信道信息的频域信号。

后续还可能包括通过插值得到时域信号的步骤，由于后续步骤与本发明无关，故不再进行详细介绍。

至此，本流程结束。

但是，上述两种信道估计方法均存在缺陷，具体分析如下：

在基于DFT的时域去噪信道估计方法中，由于OFDM系统中一般存在虚子载波以及信道多径时延，经过IDFT反变换到时域的信道冲击响应(CIR)会存在能量泄漏，使得多径的能量集中性遭到一定的破坏，因此再去除噪声区间内的噪声时，不可避免地会丢失部分信道冲激泄漏能量，从而导致变换回频域的信道响应估计值会出现抖动。而且当接收导频信号时，在符号同步不理想的情况下，信道时域的响应会有一定的偏移，信道主径能量有可能落在噪声区间内，消噪时会去掉信道大部分信息，造成估计偏差很大。可见，这种信道估计方法的准确性并不高。

在基于维纳滤波器的LMMSE方法中，生成维纳滤波器系数的过程中，当计算R_hh和R^*_hh时，需要预先获取当前信道的多径时延，当计算时，需要预先估计信噪比值，但是由于实际环境下信道的时变性，很难准确地得到当前信道的上述统计信息，因此，影响了这种信道估计方法的准确性。在实际应用中，即使用大量仿真得到的滤波器系数表，在实际环境中的鲁棒性也很差。

综上，根据上述分析，现有技术中这两种信道估计方法的准确性并不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种OFDM系统信道估计方法，能够提高信道估计的准确性。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种OFDM系统信道估计方法，该方法包括：

对接收的导频信号进行最小均方LS估计，得到包含信道信息和噪声的信道信号；

将信道信号平均分为多个子段，并分别根据每子段的信道信号生成每子段的Hankel矩阵，其中，第i子段的Hankel矩阵为A_i；