[发明专利]一种多天线超宽带系统信噪比估计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种多天线超宽带系统信噪比估计方法。

背景技术

超宽带(UWB)技术是目前正被广泛研究的一种新兴无线通信技术。与其他无线通信技术相比，UWB技术具有传输速率高、系统容量大、抗多径能力强、功耗低、成本低等优点。值得注意的是，UWB系统中主要的限制因素不是带宽，而是其极低的功率谱密度。多天线传输技术可以在低传输功率消耗时增强系统的容量和改善系统的性能。因此，如果将多天线技术和UWB技术相结合，那么系统可以获得更高的传输率和可靠性，从而带来更大的性能增益。

信噪比(SNR)信息是无线通信系统非常重要的参数，它不仅可以辅助实现接收机的信道估计、均衡和软译码，而且还可以反馈回发射端用以实现自适应编码和调制。因此，在接收机对SNR进行估计是十分必要的。然而，目前关于分集系统中SNR估计问题的研究非常有限。一般地，SNR估计问题可以等效成信道估计和噪声方差的估计问题。最小二乘信道估计方法(LS)具有简单易执行的优势，但传统的最小均方误差(MMSE)噪声方差估计方法不能和最小二乘信道估计器同时使用。现有Boumard提出的噪声方差估计方法虽然解决了MMSE方法不能和最小二乘信道估计同时使用的问题，但方法需假设相邻子载波的信道频域系数相等，在信道频选性强时估计性能变差，所以不适用极度频选的UWB信道。

发明内容

本发明的目的在于解决现有信噪比估计方法受制于信道慢频选性(或信道小时延扩展)以及不能和简单易执行的最小二乘信道估计方法同时使用的问题，提供一种对信道频选性鲁棒的多天线超宽带系统的信噪比估计方法，以获得较优的信噪比估计性能，并且执行复杂度不高。

本发明为解决上述技术问题而提出一种多天线超宽带系统信噪比估计方法，该方法的步骤如下：

(1).发射端首先按照类Alamouti的TR-STBC编码方案原理对数据进行编码，并按照空间复用方式分配导频序列；

(2).接收端依据导频和数据的时分复用方式提取接收导频信号，并按最小二乘准则估计导频块的子信道频响；

(3).利用最小二乘信道估计矢量来构造噪声方差信息的数据矢量以得到噪声方差信息的估计值；

(4).联合最小二乘信道估计值和由其估计的噪声方差信息计算多天线系统的信噪比估计值。

所述的步骤(1)具体包括如下步骤：

a.首先对多根发射天线数据块进行类Alamouti的TR-STBC编码；

b.将编码后的每一个数据块前均添加循环前缀形成新的数据序列；

c.将多根发射天线在“0”符号时刻和“1”符号时刻的导频序列进行空时复用；

d.每根发射天线对空时复用后的导频序列插入循环前缀形成新的导频序列；

e.将由步骤b得到的数据序列和步骤d得到的导频序列按照时间复用的方式通过发射天线发射出去。

所述的步骤(1)具体步骤如下：

a.首先对多根发射天线数据块进行类Alamouti的TR-STBC编码；

b.将编码后的每一个数据块前均添加循环前缀形成新的数据序列；

c.将多根发射天线在“0”符号时刻和“1”符号时刻的导频序列进行空时复用；

d.每根发射天线对空时复用后的导频序列插入循环前缀形成新的导频序列；

e.将由步骤b得到的数据序列和步骤d得到的导频序列按照时间复用的方式通过发射天线发射出去。

所述的步骤(2)的具体步骤如下：

A.接收端按照发射端数据和导频块的时分复用模式提取接收导频块；

B.将接收到的导频信号的循环前缀去除后进行傅立叶变换，已得到该导频的频域信号；

C.利用最小二乘准则对得到的频域导频信号进行处理，计算每个收发天线对子信道频响的最小二乘估计，以得到该多天线子超宽带系统的信道频域响应矢量。

所述的步骤(3)的具体步骤如下：

根据超宽带信道的共轭对称特性构造新的数据矢量；

利用克拉美罗界定理计算噪声方差信息，得到多天线UWB系统每个接收天线噪声方差的估计值。

所述的步骤(4)中采用的是信道频域响应和噪声方差信息计算信噪比的方法。