[发明专利]一种基于动态导频调整的信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种通过对导频图案进行疏密度动态调整从而实现信道估计的方法。

背景技术

以正交频分复用体制为代表的新一代移动通信技术日新月异。正交频分复用体制是一种多载波的通信系统，它具有高于一般系统的频谱利用率和很强的抗干扰性能，这些优势使得它在地面无线移动通信中得以广泛应用，并且在卫星移动通信系统中也受到越来越广泛的关注。然而，恶劣的卫星传输环境如无线信道中的多径衰落、多径延时、多普勒频偏等信道干扰因素却严重地影响了系统的性能，对接收信号的幅值和相位造成了不同程度的干扰，这种影响主要反映在它会使符号星座图发生偏转(多径延时)和畸变(多径衰落)，从而影响接收信号的相位和幅度，造成一定的误码；在实际系统中，当移动接收台处在中、高速移动情况(包括由于轨道漂移等因素造成的卫星与地面目标的相对移动以及地面移动车载接收机的本地运动等)时，除了上述多径衰落信道干扰因素外，还要考虑多普勒频率偏移对接收信号的影响，多普勒频偏对数据符号的干扰主要反映在它会使符号星座图的相位发生动态旋转，而且旋转速度会随着相位误差的增大而加快，从而造成大量误码，从而增加了系统的误比特率。为了最大限度地消除信道干扰带来的种种负面影响，在接收端，必须对数据符号的信道响应进行有效的估计，从而提高系统性能，这就是信道估计的问题。

目前，解决信道估计问题的方法普遍是在数据帧中插入各种导频信息来跟踪和估计信道响应的动态变化，这种导频信息大多以某种图案构型固定的导频结构为主。通常情况下，卫星移动通信广播信道是一种具有时间/频率选择性衰落特性的传输信道，信道的多径衰落、多径延时和多普勒频偏等干扰因素都在时刻发生着变化，特别是在具有深度衰落和快速衰落的移动多径衰落信道环境下，这种变化更为剧烈。这时，任何一种基于固定导频图案的信道估计方法都不能够有效地并实时地跟踪和估计数据符号复杂多变的信道响应，按照某一种特定导频图案模式设计的信道估计方法通常也只能适应某种单一的信道环境，现有信道估计方法普遍存在无法及时跟踪信道响应大范围动态波动的问题，这使得信道估计精度下降，系统误码率上升。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提出了一种基于动态导频调整的信道估计方法，采用本方法能获得比传统固定导频图案信道估计方法更高的估计精度，从而有效提升了通信系统在卫星移动多径信道环境中的整体传输性能。

本发明的技术解决方案：

一种基于动态导频调整的信道估计方法，至少包括以下步骤：

获取当前注入的数据帧；

对所述数据帧进行导频图案解析；

根据所述导频图案解析结果进行信道估计，并获得MSE值；

对所述数据帧的MSE值进行MSE统计分析；所述MSE值进行统计分析用于获取MSE的历史统计数据最大值MAX(MSE)、MSE的历史统计数据最小值MIN(MSE)、MSE的数学期望E(MSE)和MSE的方差σ(MSE)，以及超过MAX(MSE)次数MaxC1、低于MIN(MSE)次数MinC2和σ(MSE)升高次数VarRMSC3；

判断所述数据帧是否需要调整导频图案；

在需要调整所述导频图案时，利用导频图案调整算法确定导频图案调整策略，并调用导频图案库中的导频图案进行调整；所述导频图案调整算法包括以下步骤：

根据所述MSE值进行统计分析获得的统计值进行如下判断：

若当前数据帧的MSE值超过MAX(MSE)或小于MIN(MSE)，则执行第一分支：则判断MaxC1是否超过MaxC1的门限值；否则，执行第二分支：判断VarRMSC3是否超过VarRMSC3的门限值；

在所述第一分支中，若MaxC1超过MaxC1的门限值，则调密导频间距；否则，判断MinC2是否超过MinC2的门限值；在所述第二分支中，若VarRMSC3超过VarRMSC3的门限值，则调密导频间距；否则，不调整导频；

在所述第一分支中，若MinC2超过MinC2的门限值，则调疏导频图案；否则，不调整导频。

本发明与现有技术相比的优点：

本发明将导频图案设计为可变结构，通过动态调整实现对信道响应的更准确的跟踪与估计，设计了一种导频图案的动态调整算法，建立了含有多种疏密度图案的动态导频图案库，拓展了基于导频体制的信道估计方法。