[发明专利]一种基于梳状导频的OFDM自适应复插值信道估计方法

说明书

技术领域

本发明属于OFDM通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于梳状导频的OFDM自适应复插值信道估计方法。 

背景技术

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）是一种多载波调制技术，在对抗多径衰落方面有着天然的优越性，很适合高速数据传输，因此OFDM在现代无线宽带接入系统中得到了广泛的应用，如DAB(Digital Audio Broadcasting，数字音频广播)，DVB（Digital Video Broadcasting，数字视频广播），3G，LTE（Long Term Evolution，长期演进)，Wi-Fi，WiMax等。在无线OFDM系统中，多径效应和多普勒效应分别会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，对采用相干解调的接收机会产生恶劣的影响，使系统性能下降。因而，需要有高性能的信道估计方法来准确地获取信道信息，并通过信道均衡消除多径信道的影响。设计一种低复杂度的信道估计器快速跟踪变化的信道信息，是设计高性能OFDM接收装置的关键技术。信道估计算法很多，最常用的信道估计算法是LS（Least Square，最小二乘）信道估计与MMSE（Minimum Mean-Square Error，最小均方误差）信道估计。LS信道估计简单但易受噪声影响；MMSE信道估计在同等条件下比LS估计误差要小，但它需要信道的自相关性和噪声统计特性，因此更复杂。 

单频网（SFN：Single Frequency Network）由于其组网方式具有：频谱利用率高，能扩大有效覆盖范围，适于移动、便携接收等优点，在近年来得到了广泛的应用，如欧洲的DVB-T/H标准等。在单频网中，所有发射机同时在相同频率上发射相同数据，这样接收机在接收相邻小区或更远小区的发射机数据时，必然会产生长时延多径延时。长时延多径延时会造成严重的频率选择性衰落，这在单载波系统中是无法处理的。因为对于相同的带宽，单载波系统的符号周期要比多载波系统短得多，因而对频率选择性衰落要敏感得多。在多载波系统中，传统的信道估计算法在对抗SFN长时延信道也存在不足。 

在OFDM系统中，多采用基于导频的信道估计算法，即先估计导频处的CFR（Channel Frequency Response，信道频域响应），再利用插值算法估计数据处的CFR。导频是一组随机序列，而且对于接收端来说是已知的，因此可以通过导频接收信号来估计导频处的CFR。导频处信道估计可以采用LS算法、MMSE算法进行。 

插值算法方面，传统的信道估计算法一般采用实系数插值算法，包括多项式插值和数字插值滤波器插值。多项式插值又包括线性内插、二阶高斯内插、三次拉格朗日内插、三次样条内插等。数字插值滤波器插值又包括低通升余弦内插等。根据傅里叶变换性质可知，实插值系数经傅里叶变换得到的时域窗是对称的，结合奈奎斯特抽样定理，最大多径时延τ_max必须满足τ_max＜T_u/2D，其中T_u为OFDM符号周期，D为频域导频间隔。这个要求在SFN长时延信道下不一定能满足。以DVB-T系统中的SFN信道为例，τ_max＜T_u/2D≈150us，但是实际最长多径时延可能超过200μs。此时实系数插值算法就不能满足要求，因此业界提出一种复插值算法来处理长时延SFN信道。图1是理想实插值和复插值低通滤波器对抗多径时延比较图，如图1所示，采用复插值算法的SFN信道可以抵抗更大的多径时延。然而，目前的复插值算法采用固定的复插值系数，无法跟踪时变信道，因此当CIR（Channel Impulse Response，信道冲击响应）与复插值系数进行傅里叶变换得到的时域窗不匹配时，会造成系统性能下降。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于梳状导频的OFDM自适应复插值信道估计方法，使用多个复插值滤波器系数对CIR进行匹配来进行复插值滤波器系数优选，从而实时跟踪时变信道，使信道估计更加准确。 

为实现上述发明目的，本发明基于梳状导频的OFDM自适应复插值信道估计方法，其特征在于包括： 

（1）、估计梳状导频处的信道频域响应，得到插零后的梳状导频处的信道频域响应