[发明专利]高速移动下基于统计信息的信道估计和ICI消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及消除无线通信系统干扰的方法，具体地，涉及基于统计信息的信道估计和子载波间干扰消除方法，尤其涉及高速移动下基于统计信息的信道估计和载波间干扰消除方法。

背景技术

随着高速移动技术的不断发展和广泛应用，如何在高速移动场景中为人们提供高可靠性、高数据传输速度的无线通信服务问题显得尤为重要。在高速移动环境下，随着终端移动速度的增加，多普勒效应影响愈加显著，信道参数变化剧烈，导致了信道的时频双选择性快速衰落特性，使得快速精确地进行信道估计以保障系统性能变得非常困难。为了保证更高的数据传输速率和频谱利用率，正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Divi sion Multiplexing)被广泛应用于通信系统中，而在高速移动环境下，这会带来一些新的问题。主要有以下两个方面，第一个是高速环境下会产生较为严重的多普勒效应，其破坏了OFDM的正交性，并且带来了子载波间干扰(ICI,Inter-Carrier Interference)，直接降低通信质量；第二个是由于高速移动环境下信道具有快时变性，传统信道估计方法需要大量采集的信道信息以保证系统性能。然而，传统信道估计需要非常高的系统复杂度和非常长的运算时间，这与高速环境中需要实时处理的需求不符。因此迫切需要新的技术来解决这些问题，这对提高高速移动环境下的通信效果有着很大的意义。

目前，大量的信道估计研究表明高移动环境下的无线信道具有一定稀疏特性和统计特性，即信道特性完全可以由相对数目较少的主要统计参数来表示。然而，目前主流的信道估计算法都没有很好的利用到信道的这一特性。在高速移动环境中，由于信道的快速变化，需要采集的信道信息数目非常大，这使得现有信道估计算法需要非常高的运算复杂度和非常长的计算时间，这与高速环境中需要快速准确的信道估计的需求不符。因此，目前迫切需要一种可以利用信道统计特性的快速且准确 的信道估计方案。

另一方面，高移动环境下的ICI干扰消除已经成为了影响通信系统性能的一个主要原因。目前主流的ICI消除技术主流主要包括以下几种：插入保护导频以消除ICI干扰；利用循环前缀提取信道信息来抑制ICI；利用连续相邻信号的信息进行ICI消除；利用迭代法多消除ICI。然而，这些方法会存在着降低频谱效率或者需要大量的运算时间，而且在信道快速变化的环境中，性能会受到很大影响。因此，现有的ICI消除方案并不适用于高速移动环境中的无线通信技术。

在高速移动环境下，快速且准确的信道估计和ICI消除方法是保证高可靠性、高传输速率无线通信服务的基础。为了解决现有方案在高速移动环境中的缺陷和不足，本发明提出了一种全新的基于统计信息的信道估计和ICI消除方法。本发明所提出的方法可以在显著提高性能的同时保证更低的复杂度和更好的性能，并能够方便的使用到真实系统中。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高速移动下基于统计信息的信道估计和载波间干扰消除方法。

根据本发明提供的高速移动下基于统计信息的信道估计和载波间干扰消除方法，包括如下步骤：

步骤1：测量真实场景中的系统参数；

步骤2：根据真实场景中的系统参数设置正交频分复用OFDM通信系统；

步骤3：根据正交频分复用OFDM通信系统中得出的统计特性建立信道模型；

步骤4：根据信道模型消除子载波间干扰ICI；

步骤5：根据统计信息设计信道估计方法，获得估计后的信道信息；

步骤6：利用估计后的信道信息进行数据处理。

优选地，所述步骤1包括：在接收端移动时速大于300km/h的移动场景中测量真实场景中的多径个数、最大多普勒频偏、OFDM载波个数、载波频率、系统带宽、基站功率覆盖范围和基站到接收端运动轨迹垂直距离。

优选地，所述步骤2包括：建立OFDM通信系统；利用OFDM载波个数、载波频率、系统带宽参数，并根据长期演进LTE标准设置OFDM通信系统。

优选地，所述步骤3包括：

步骤3.1：在时域信道中选择时域信道节点，即采样时刻；

-步骤3.1.1：从建立的OFDM通信系统的信道中选择时域信道节点，所述OFDM通信系统包括L个传输路径，每个所述传输路径包括N个信道信息，且所述时域信道节点为每个传输路径中任选地M个信道信息，其中L>0，N>0，M>0，且M满足M<<N；