[发明专利]高速移动SC-FDMA系统的简化BEM信道估计方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种高速移动SC‑FDMA系统的简化BEM信道估计方法，将估计基系数所需要的矩阵事先计算并存储，估计出基系数；利用信道特性及时域‑频域的变换关系，推导出基系数与频域信道响应矩阵的数学关系式，估计出接收信号的频域信道响应。本发明选用模型误差最小的复指数基扩展模型，确定最优的基函数的个数，以提高估计精度；将用于估计基系数的频域矩阵事先计算并存储下来，降低了计算复杂度；利用信道的时频域特性，推导出基系数与频域信道响应矩阵的数学关系式，避免了计算复杂度较高的信道时频域转换过程，便于接收机对接收信号进行频域均衡处理。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种简化BEM信道估计方法，适用于高速移动下的单载波频分复用多址SC-FDMA系统。

背景技术

在宽带无线通信中，当通信的两个终端以较快的相对速度运动时，产生了多普勒效应，无线信道形成了快时变信道。快时变信道引起的子载波间干扰ICI和多径效应带来的符号间干扰ISI会造成SC-FDMA系统性能的迅速恶化。所以，在信号的接收端对信号进行解调和解码之前，对信道进行动态估计是十分必要的。现有的信道估计方法大多是基于导频辅助的，在发送的数据中周期性的插入已知的导频信息，均是先估计得到导频位置上的信道响应，然后利用一定的处理方法得到数据位置上的信道响应。Qingchuan Zhang等人在文章“An Enhanced DFT-Based Channel Estimator for LTE-A Uplink”(IEEETransactions on Vehicular Technology 2013)中提出了一种基于离散傅里叶变换DFT的信道估计方法，首先估计出导频位置的信道估计值，数据符号位置的信道估计值通过线性插值来得到。该方法的不足之处是：在移动环境下，信道发生时间选择性衰落，线性插值方法的估计精度急剧下降，无法保证SC-FDMA系统的可靠通信。基于基扩展模型BEM的方法针对快时变信道建立模型，利用少数几个参数就能表述一个非线性快速变化的信道。杨丽花等人在文章“Fast Time-Varying Channel Estimation Technique for LTE Uplink inHST Environment”(IEEE Transactions on Vehicular Technology 2012)中提出了多项式基扩展模型P-BEM与自回归模型AR相结合的方法来提高快时变信道的估计精度，但该算法涉及繁多的大矩阵运算，导致计算复杂度高，不易于实现，且在移动环境下，P-BEM模型误差比复指数基扩展模型CE-BEM的误差大，影响快时变信道估计的精度。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的信道估计方法存在估计精度较低，计算复杂度高，不易于实现。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高速移动SC-FDMA系统的简化BEM信道估计方法。

本发明是这样实现的，一种高速移动SC-FDMA系统的简化BEM信道估计方法，所述高速移动SC-FDMA系统的简化BEM信道估计方法将估计基系数所需要的矩阵事先计算并存储，估计出基系数；利用信道特性及时域-频域的变换关系，推导出基系数与频域信道响应矩阵的数学关系式，估计出接收信号的频域信道响应。

进一步，所述高速移动SC-FDMA系统的简化BEM信道估计方法包括以下步骤：

步骤一，获取变换域矩阵基站将本地导频符号转换到变换域，得到变换域矩阵

其中，变换域矩阵的维度是N(Q+1)×L(Q+1)，diag(·)是将向量转换成对角矩阵的运算，p_s是本地导频符号的序号，两个本地导频符号s＝1、2，其序号为p₁＝4，p₂＝11，Q是最优基函数的个数，I_Q+1为Q+1维的单位矩阵；为克罗内列积符号；F_L为N点快速傅里叶变换FFT矩阵F的前L列：