[发明专利]一种OFDM系统信道跟踪方法

说明书

本发明公开了一种OFDM系统信道跟踪方法，属于无线通信技术领域。其包括（1）剥离数据帧中第一个OFDM符号的导频，（2）利用第一个OFDM符号的导频得到对应于第一个OFDM符号的信道频域响应估计，（3）对数据帧内的所有OFDM符号进行一次频域信道均衡，（4）逐个利用所述数据帧中的其他OFDM符号，以迭代方式重复进行频域信道均衡，（5）输出各次频域信道均衡的结果，实现对OFDM系统的信道跟踪等步骤。该方法能够有效滤除噪声，提高信道估计性能，降低信道估计算法对时变信道的敏感性，实现对信道的有效跟踪。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种OFDM系统信道跟踪方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种典型的多载波调制技术。OFDM技术的核心思想是通过串并转换把原数据流划分成N个速率较低的子数据流，然后分别调制到N路正交子载波上进行传输，从而消除多载波系统子信道间的干扰；同时，传输的数据速率变为原始信号速率的1/N，相当于被调制的符号持续时间增加了N倍，满足远大于信道最大时延的条件。从信道的频域上理解，原来宽的频率选择性衰落信道被转变成窄的平坦衰落信道，因此能够很好的对抗多径衰落。

OFDM技术目前已广泛应用于无线WIFI、Wimax、数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、4G LTE等技术中，是面对复杂信道最为有效的通讯技术之一。此外，最新完成的新一代无线移动通信技术(5G)标准也已确定物理层采用OFDM技术；且随着5G技术的日益成熟，星地5G融合的天地一体化网络成为业界关注的新热点，而OFDM技术是其重要的物理层空口技术。

由于无线信道时变及频率选择特性，OFDM系统接收端为了实现相干检测，须对无线信道进行估计与跟踪，以满足未来高速数据通信业务需求。根据信道估计是否用到已知信息，OFDM系统的信道估计与跟踪可分为盲信道估计\半盲信道估计和基于导频辅助的信道估计方法。盲信道估计\半盲信道估计方法需利用接收数据的统计特性如子空间分解法等实现信道估计与跟踪，虽然提高了系统效率，但极大的增加了运算量。基于导频辅助的信道估计方法如LS、MMSE、基于DFT插值信道估计等，一般利用数据已知的信息得到导频位置处的信道响应，然后利用内插方法得到整个频带内的信道响应，该方法运算算量相对较小，但一般仅利用本符号内的信息，适应时变信道的性能不理想。

可见，在卫星、飞机及高铁等高动态大多普勒的应用场景中，OFDM系统面临着信道快速时变及子载间干扰(ICI,Inter-Carrier Interference)严重等问题，这制约了5G技术的有效应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种OFDM系统信道跟踪方法，该方法能够有效滤除噪声，提高信道估计性能，降低信道估计算法对时变信道的敏感性，实现对信道的有效跟踪。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种OFDM系统信道跟踪方法，其包括以下步骤：

(1)接收数据帧，剥离数据帧中第一个OFDM符号的导频；

(2)利用第一个OFDM符号的导频得到对应于第一个OFDM符号的抑制噪声的信道时域响应估计，并通过基于FFT的时频域变换得到相应的信道频域响应估计；

(3)利用步骤(2)得到的信道频域响应估计，对所述数据帧内的所有OFDM符号进行一次频域信道均衡；

(4)逐个利用所述数据帧中的其他OFDM符号，以迭代方式重复进行频域信道均衡，每次迭代按顺序对应于一个不同的OFDM符号；

(5)输出各次频域信道均衡的结果，实现对OFDM系统的信道跟踪；

所述步骤(4)中，每个迭代周期均包括以下步骤：