[发明专利]一种基于循环训练序列的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及各种数字通信系统，包括无线通信系统和有线通信系统。无线通信系统如移动通信系统和无线局域网等，有线通信系统如同轴电缆、电话线和电力线通信系统等。特别涉及单载波或多载波系统中基于循环训练序列的信道估计问题。 

背景技术

一个通信系统的发射机和接收机之间往往有多条传播路径，这种多径信道使发送信号的频谱产生严重的失真，即多径信道使发送信号产生频率选择性失真。如何解决多径信道的频率选择性问题是通信系统设计面临的挑战。信道估计是在接收机中进行相干检测的前提，信道估计的准确性对通信系统的性能具有决定性影响。 

实际中常用的信道估计方法是基于训练序列(或导频)的信道估计。发信机定期或不定期地发送具有某种结构的训练序列，收信机从叠加了噪声的接收信号中估计信道的时域冲激响应或频域转移函数，用于数据的解调。 

本发明中涉及的训练序列是一种具有循环结构的训练序列，该序列是由一个基本序列重复一次或多次得到的，如图1所示。 

基本序列一般是预先在时域或频域定义的，往往具有较好的自相关特性。训练序列既可能放在一帧的前面，也可能放在一帧的中间。循环训练序列除用于信道估计外，还可能用于系统同步等其它功能，图2是常见的一种采用匹配滤波器进行信道估计的方法，匹配滤波器的输出将出现明显的相关峰，可用于 系统的同步。如图2所示，接收序列与本地参考序列进行相关运算，输出序列中包含了信道的传输特性，一种利用匹配滤波器的输出序列进行信道估计的方法简述如下： 

设训练序列为∑p(n)，表示由基本序列p(n)重复多次组成，信道冲激响应为h(n)，那么，经过信道的接收信号可表示为 

x(n)＝∑p(n)*h(n)+w(n) 

其中w(n)为加性高斯白噪声；接收信号x(n)经过相关器的输出为 

y(n)＝x(n)*p*(N-1-n) 

代入x(n)得 

y(n)＝∑p(n)*h(n)*p^*(N-1-n)+w(n)*p^*(N-1-n) 

＝∑p(n)*p^*(N-1-n)*h(n)+w(n)*p^*(N-1-n) 

＝r_p(n)*h(n)+w(n)*p^*(N-1-n) 

上式中，*表示卷积，p^*(N-1-n)是本地参考序列，N是参考序列长度，因为训练序列是p(n)重复多次组成的，所以相关(卷积)结果r_p(n)具有循环相关特性，即：rp(n)=Σm=0N-1p*(N-1-m)p((n-m))N.]]>

对相关器输出y(n)进行快速付里叶变换(FFT)得 

Y(k)＝H(k)R_p(k)+W(k)P^*(k)＝H(k)|P(k)|²+W(k)P^*(k) 

其中H(k)、R_p(k)、P(k)、W(k)分别对应h(n)、r_p(n)、p(n)、w(n)的付里叶变换。基本序列既可以在时域定义p(n)，也可以在频域定义P(k)。由于p(n)和P(k)是预先知道的，那么，对信道频域转移函数H(k)的估计为