[发明专利]一种分数时偏条件下的MIMO-OFDM系统的信道估计方法

说明书

本发明涉及一种分数时偏条件下的MIMO‑OFDM系统的信道估计方法，包括：传输数据时，接收端对接收信号进行两倍的过采样，接收信号在采样时间点上对应的信道系数可以被估计出来。当系统在一个OFDM符号内采样时间点发生分数时偏时，可以利用前面的两次不同采样时间点的信道系数的估计值拟合出全部分数时偏时间点的信道系数。每当系统发生分数时偏时，利用拟合出来的信道的信息来估计分数时偏时间点的信道系数。本发明的估计方法大大降低了系统的复杂度，实验仿真证明新算法具有良好的估计性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种分数时偏条件下的MIMO-OFDM系统的信道估计方法。

背景技术

在无线通信系统中，系统的传输性能很大部分受到无线信道的制约，而MIMO-OFDM作为一种多输入多输出的多载波传输技术，具有良好的抗多径干扰能力和很高的频谱利用效率等特点，因此，被广泛地应用到有线和无线网络中。时偏(TO，Timing Offset)是由于发送端信号和接收端信号的采样时间点不一致产生的，它普遍存在于无线通信系统当中。对于一个大量用户的系统来说，每当系统产生时偏，都需要对系统进行同步和信道估计，无疑加大了系统的开销和增加了系统的复杂度。另外，在MIMO-OFDM系统中，每当发送端和接收端在一个OFDM符号内的采样时钟不一致，则需要重新发送导频符号对采样时间点的信道系数进行估计，这更加增大了整个MIMO-OFDM系统的复杂度。因此在分数时偏的MIMO-OFDM系统在降低复杂度方面有着更进一步的研究价值。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提出了一种高估计精度、低复杂度的分数时偏条件下的MIMO-OFDM系统的信道估计方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种分数时偏条件下的MIMO-OFDM系统的信道估计方法，包括如下步骤：

a)在不同的用户发送端发送的OFDM符号上插入线性无关的导频符号；

b)取接收端IFFT解调之前OFDM符号按照采样速率进行两倍过采样；

c)对两倍过采样对应的采样时间点上的信道系数进行估计；

d)将两倍过采样时间点组成过采样时间点矩阵，两倍过采样时间点上的信道系数的估计值组成信道系数估计值矩阵，根据过采样时间点矩阵和信道系数估计值矩阵，采用最小二乘法对信道冲激响应曲线进行拟合，得到冲激响应幅值-时间曲线的近似函数；

e)在拟合后冲激响应幅度-时间曲线的近似函数上，在已知分数时偏大小的情况下，按照步骤b)的采样速率的一半对分数时偏时间点进行采样，得到了分数时偏时间点上的信道系数的估计值。

优选地，步骤a)所发送的OFDM符号全部处于慢衰落的信道环境中。

优选地，步骤a)不同用户发送端发送的OFDM符号是经过不同天线发送，并且在不同天线发送的OFDM符号内插入线性无关的最优导频符号，其表达式为：

其中，s⁽ⁿ⁾(k_i)为导频符号，k_i为子载波序号，E为导频能量，I为导频个数，n为发送端用户序号，L为信道采样点数，P为子载波个数。

优选地，步骤c)是利用接收到的导频符号信息进行信道估计，其表达式为：

Ah_m+ω_m(k₁:k_I)＝Y_m(k₁:k_I)