[发明专利]一种用于TDS-OFDM系统的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输领域，特别涉及一种用于TDS-OFDM系统的信道估计方法。

背景技术

时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)是我国地面数字电视广播传输（DTMB）标准(GB20600-2006)所采用的一种宽带无线传输技术。与基于CP（Cyclic Prefix，循环前缀）的CP-OFDM系统不同，TDS-OFDM系统没有在频域的子载波中插入导频符号，而是在时域的正交频分复用技术（OFDM）符号之间插入了PN序列（伪随机序列）作为保护间隔，因此TDS-OFDM系统仅能基于PN序列做同步和信道估计。DTMB标准一共定义了三种帧头模式：帧头模式一（PN420）、帧头模式二（PN595）、帧头模式三（PN945），其中PN420与PN945两种模式采用TDS-OFDM多载波调制，其帧头结构如图1所示，包括前同步，长度为L_pre；后同步，长度为L_post；由m序列映射得到的PN_lc（表示本地产生的PN序列）序列，长度为L_m，如PN420模式中，PN_lc序列具体为PN255序列，由8阶m序列映射得到。

由于山体或建筑物的反射作用，在地面传播的无线电信号会经过多个传播路径抵达接收天线，这是无线通信所面临的多径效应问题；同时由于接收端的移动，还会存在多普勒效应的影响。多径效应和多普勒效应分别导致无线信道具有频域选择性衰落和时间选择性衰落特性，对采用相干解调的通信系统会产生恶劣的影响，使系统性能下降。为了获得较好的接收性能就需要准确的信道估计来进行信道补偿，目前进行信道补偿所采取的措施主要是：均衡、正交频分复用OFDM调制，以及它们两者的结合。

参见图1，TDS-OFDM的传统信道估计方法主要有：（1）基于PN序列做循环相关，由于它只从接收信号中固定地截取L_m长度的基带符号，因此检测不到相对时延较长的多径信息；（2）频域PN变换法，它从接收信号中截取两倍帧头长（2*L_FH）的数据，然后使用离散傅里叶变换（DFT）/离散傅里叶逆变换(IDFT)求得信道冲激响应（CIR），由于截取的数据中含有帧体OFDM符号成分，因此在短时延多径信道下也会受到严重的符号间干扰（ISI）；（3）基于接收的基带信号与PN_lc序列进行滑动相关运算后，对滑动相关运算的结果C(n)通过迭代门限检测ITD实现对信道冲击响应CIR的检测，但是存在对小功率多径成分的漏检。

发明内容

本发明的目的在于：公开一种用于TDS-OFDM系统的信道估计方法，以提高现有信道估计方法的精度，进而提升TDS-OFDM系统的接收性能。

本发明包括下列步骤：

步骤S1，基于发送帧头中的PN_lc序列、同步之后的数字基带信号r(n)进行滑动相关运算，结果记为C(n)，即C(n)=r(n)⊙PN_lc(n)，其中，“⊙”表示滑动相关运算；

步骤S2，对所述C(n)进行迭代门限检测，得到信道冲激响应CIR向量h_l，a；

步骤S3，确定双滑动窗检测对象C₀(n)，所述C₀(n)＝C(n)-h_l，a(n)*C_pn(n)，其中所述h_l，a(n)为步骤S2获得的信道冲激响应向量，C_pn(n)为PN_t(n)和PN_lc序列进行滑动相关运算的结果，其中PN_t(n)表示发射信号的PN序列；

步骤S4，设定两个相邻的滑动窗口，窗口A、窗口B，根据所述滑动窗口的宽度及窗口内的信号能量得检测统计量

若所述检测统计量大于检测门限η，则记录所对应的端点位置；

取出所记录的端点位置中的最小值和最大值，分别记录为n₁，n₂，若n₁≤n≤n₂，则信道冲激响应CIR向量h_l,b等于C₀(n)/G；否则所述h_l,b等于0；其中，G表示常数增益因子；

所述检测统计量其中，a_n、b_n，M、L分别表示窗口A、B内的信号能量，及窗口A、B的窗口宽度；