[发明专利]基于复指数基扩展模型的信道估计方法和信道估计器

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，具体是一种基于复指数基扩展模型的信道估计方法和信道估计器。

背景技术

在宽带无线通信系统中，无线信号经历频率色散和时域色散，信号的幅度、相位和频率都会发生畸变，特别是当通讯的两个对象以较快的相对速度运动时，由于产生了多普勒效应，无线信道的信号历经了严重的快速衰落，形成了快变信道。它们严重的影响了通讯的质量。所以，在信号的接收端对信号进行解调和解码之前，对信道进行动态估计是十分必要的。信道估计技术就是估计无线信道的冲激响应的技术。

一般针对快变信道估计是基于导频的信道估计方法，是在发送的数据中周期性的插入已知的导频信息，接收端利用这些导频信息，估计出信道状态信息。

针对块传输的无线通讯系统，当信道的归一化多普勒频率小于10%时，信道的在一个符号内大致是线性变换的，超过了10%后，信道就是非线性变化的，基于基扩展模型的方法针对这种非线性变化的信道建立模型，利用少数几个参数就能表述一个非线性的信道。基扩展模型有多种，其中的复指数基扩展模型(CE-BEM)由于计算简单、可靠性好可应用于实际的通讯系统中。CE-BEM模型的定义为：

h(n;l)=Σq=0Qc(q;l)ejnωq+ϵ(n;l)---(1)]]>

ω_q＝2π(q-Q/2)/N

其中，h(n;l)表示信道的n时刻第l径的冲激响应，设无线信道的阶数为L+1，l∈[0:L]，q∈[0:Q]，c(q;l)表示模型的基系数，为模型的基函数，为傅里叶变换，Q为CE-BEM模型的阶，ε(n;l)为模型误差，f_d为最大多普勒频率，N为待估计区间采样点数，一般假定基函数保持不变，c(q;l)在待估区间内不变，而在不同区间上可以变化，那么一个区间内需要估计的未知参数的个数为(Q+1)(L+1)。

一般情况下，基于复指数基扩展模型的信道估计的准确性依赖于模型的阶数，模型的阶数越大，准确性也越高，同时在数据中需要插入的导频数也越多，随着导频数的增大，通讯系统的效率急剧下降。在实际的系统中，需要平衡信道估计的准确性和系统传输效率之间的关系。特别是在较低的导频率情况下，只能使用低阶的CE-BEM，这时CE-BEM模型误差较大，严重的影响了信道估计的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于复指数基扩展模型的信道估计方法和相应的信道估计器，该估计器恩能够抑制CE-BEM模型误差，提高信道估计的准确性。

本发明原理如下：

由公式(1)的定义可知，CE-BEM模型采用的是傅里叶核，相当于在频域加矩形窗而后作反傅里叶变换，一般而言，反傅里叶变换在实际的数字信号系统中用DFT变换实现。一方面由于矩形窗造成了频谱的泄漏，另外一方面，信道冲激响应在首末两端的估计值并不相等，DFT的周期卷积特性和信道冲激响应的周期性的偏差导致了Gibbs现象的产生，在观测窗口的首末部分信道的幅度和相位产生较大的变形。因此CE-BEM模型存在着较大的模型误差，本发明引入了一种“基线补偿”的数字信号处理方法，此方法能消除CE-BEM模型误差。