[发明专利]一种利用加权虚拟导频的时频域联合插值信道估计方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种利用加权虚拟导频的时频域联合插值信道估计方法，利用计算出的离散导频处信道频域特性值进行线性插值，分别计算出加权虚拟导频处的时域方向信道频域特性值和频域方向信道频域特性值；利用信道最大多径时延和多普勒频移计算加权因子；利用加权函数对加权虚拟导频处时域方向信道频域特性值和频域方向信道频域特性值进行加权运算，得出所有辅助导频的时域方向信道频域特性值；最后利用辅助导频的时域方向信道频域特性值进行频域方向维纳插值，得出所有接收数据信道频域特性值。本发明提高了信道估计值的精确度，可用于DVB‑NGH系统等基于离散导频的OFDM系统中。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种利用加权虚拟导频的时频域联合插值信道估计方法。

背景技术

OFDM技术因其具有高传输速率、高频谱效率、抗多径衰落和符号间干扰等特点，使其在DVB-NGH(Digital Video Broadcasting-Next Generation)、DVB-T2(Digital VideoBroadcasting-Second Generation Terrestrial)、3GPP LTE(3rd GenerationPartnership Project Long Term Evolution)等无线通信系统中得到了广泛应用。在OFDM系统中，发射信号经过无线信道后，会发生不同程度的畸变，为了消除信道对信号的影响，需要借助信道估计与均衡器。其中，信道估计精度对能否正确解调OFDM符号起着至关重要的作用。目前，常用的信道估计算法有导频辅助信道估计算法、盲信道估计算法与半盲信道估计算法。出于接收机性能考虑，导频辅助信道估计算法在现有通信标准中应用最为广泛，其实现过程分为二步：导频点的信道估计与数据点的信道插值。2007年Dong X,Lu W S与Soong A C K在IEEE Transactions on Wireless Communications上发表的文章“LinearInterpolation in Pilot Symbol Assisted Channel Estimation for OFDM”介绍了一种线性时频域联合插值信道估计算法，该算法计算复杂度低，易于实现，但是其在时变多径信道中估计性能严重恶化。2007年Henkel M,Schilling C和SchroerW在Proceedings of65thIEEE Vehicular Technology Conference上发表的文章“Comparison ofChannelEstimation Methods forPilot Aided OFDM Systems”介绍了一种简化维纳时频域联合插值信道估计算法，该算法没有考虑多普勒频偏与信道最大多径时延对数据点信道插值精度的影响，故其在时变性和多径效应比较严重的信道环境中估计性能下降明显。2014年LiangY,Zhou W,Zhou M等人在IEEE International Conference on Signal Processing上发表的文章“Research and implementation for 2D MMSE channel estimation”介绍了一种维纳时频域联合插值信道估计算法，虽然该算法具有良好的估计性能，但是由于在时频域方向上均采用了维纳插值，导致该算法复杂度太高。2015年Nissel R与Rupp M在Proceedings ofIEEE International Conference on Communications上发表的文章“Doubly-selective MMSE Channel Estimation and ICI Mitigation for OFDMSystems”介绍了一种具有最优估计性能的MMSE(Minimum Mean Square Error)信道估计算法，但该算法需要信道相关矩阵和信噪比等信道统计信息，实现复杂度高。2016年宫丰奎、刘铭等人在专利201610111528.5中介绍了一种OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，该算法虽然考虑了多普勒频偏与信道最大多径时延对数据点信道插值精度的影响，但是其限定了多普勒频偏与信道最大多径时延的适用范围，当多普勒频偏与信道最大多径时延超过适用范围后，该算法性能将会受到影响。