[发明专利]一种OFDM信道估计方法

说明书

本发明公开了一种OFDM信道估计方法，包括：对连续多个OFDM待估计的信道进行处理，得到对应的信道矩阵，信道矩阵为低秩矩阵；利用矩阵恢复算法对插入数据后的信道矩阵进行恢复处理，以实现信道估计。本发明将矩阵恢复理论应用于OFDM的信道估计，可使用较少的导频信号，直接获得高精度的OFDM信道的频域估计。

技术领域

本发明涉及物理层OFDM传输技术领域，具体而言涉及一种OFDM信道估计方法。

背景技术

在无线通信的物理层中，OFDM是一种成熟的无线宽带高速数据传输技术，应用于当前主要的无线系统中，如移动通信技术中(4G，5G系统)，无线局域网WiFi技术及广播电视无线传输。在OFDM系统中，要实现信号的相干检测，必须进行信道估计，并且信道估计的精度对信号检测的性能有重要影响。插入导频信号并结合信道估计算法是实用、快速、高精度的信道估计方法。但是插入导频信号，会消耗频谱资源。兼顾到信道估计的精度和导频信号的开销，传统的信道估计方法分两步：第一步利用OFDM系统中信道在时域和频域的相关特性，设计导频信号的插入图样，在OFDM信号的时域和频域间隔插入，然后采用LS或MMSE算法获得导频信号处的信道；第二步，设计高效插值算法，计算出非导频信号处的信道。虽然有多种的导频信号图样和插值算法可以改进信道计算的精确度，但是通过插值算法计算出的信道还是存在较大误差。当前无线通信朝着高速宽带化发展，在宽带高速数据通信中，信道的时域冲激响应往往呈现出稀疏特性，近年来的一个研究热点采用压缩感知技术(CS)，对OFDM系统进行信道估计。采用CS技术的信道估计算法虽然计算量有所增加，但具有较高的信道估计精度。但是采用CS估计的信道是信道的时域冲激响应，即时域信道，而在OFDM相干检测时，需要信道的频域数值，而通过傅里叶变换将时域信道变换到频域，不仅会增加计算量，同时时域中小的信道估计误差，有可能会产生较大的频域误差。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种OFDM信道估计方法和装置，将矩阵恢复理论应用于OFDM的信道估计，可使用较少的导频信号，直接获得高精度的OFDM信道的频域估计。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提出了一种OFDM信道估计方法，所述估计方法包括：

对连续多个OFDM待估计的信道进行处理，得到对应的信道矩阵H，信道矩阵H为低秩矩阵；

利用矩阵恢复算法对信道矩阵H进行恢复处理，其中，导频信号处的信道数据为矩阵恢复中的采样点数据，非导频信号处的信道数据为矩阵H的待恢复数据。

可选地，在矩阵恢复处理之前，确定导频信号图样，在接收端生成一组频域信道数据，将生成的频域信道数据插入信道矩阵H，频域信道数据的数量与信道估计精度、估计效率和迭代时间相关。

可选地，对连续多个OFDM待估计的信道进行处理，得到对应的信道矩阵H的过程包括以下步骤：

S11，设OFDM系统有N个子载波，第n时刻OFDM信号发送的信号向量被表示为x_n＝[x_n,0,x_n,1,…,x_n,N-1]^T；发送端先对x_n做反向傅里叶变换，插入循环前缀得到一个OFDM信号，再调制到高频载波发射出去；传输信道是频率选择性信道，L阶离散时间信道模型用向量表示为h_n＝[h_n,0,h_n,1,…h_n,L-1]^T；

S12，接收机对收到的OFDM信号经解调，去除循环前缀，并进行离散傅里叶变换，得到x_n的判决检测信号y_n为：

y_n＝diag(H_n)*x_n+ν_n