OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，主要解决传统级联一维插值算法在多普勒频移与多项效应情况下插值精度降低的问题。其实现步骤包括：利用计算出的离散导频处信道频域响应值，分别计算出虚拟导频处的时域方向信道频域响应值和频域方向信道频域响应值；同时利用信道参数信道多径时延和多普勒频移计算权值因子；利用权值因子对时域方向信道频域响应值和频域方向信道频域响应值进行加权平均，得出扩展导频信道频域响应值；最后利用扩展导频信道频域响应值进行频域方向插值，得出所有接收数据信道频域响应值。本发明专利技术提高了信道估计值的精确度，可用于基于散布导频的通信系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信领域，涉及OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，可用于基于散布导频的通信系统，如第二代数字地面视频广播DVB-T2系统。
技术介绍
无线通信系统对高数据传输速率的需求日益增长，促使研究学者和生产厂商采用最先进的技术来满足这些需求。OFDM系统是一种技术成熟且完善的无线通信传输系统，OFDM系统将信道分成若干正交的子信道，将数据速率较高的传输数据转变为速率较低的传输数据。OFDM系统凭借高频谱利用率、能够有效克服多径效应引起的频率选择性衰落等优势，得到了广泛的认可和应用。作为OFDM通信系统中的重要组成部分，信道估计与均衡技术保证了通信系统的性能，一直是通信系统中的热点研究问题。无线信道固有的多径效应与多普勒频移等传输特性使得通信系统易产生码间干扰，而设计良好的信道估计算法可有效抵制码间干扰，从而降低通信系统误码率。信道估计算法分为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，其中导频辅助的信道估计算法因其在估计精度与导频负荷间的有效折衷被广泛应用。导频辅助的信道估计算法实现过程分为二步：导频点的信道估计与数据点的信道插值，数据点的信道插值算法精确度决定信道估计值的精确度，是保证均衡器有效消除信道影响的关键，因此数据点的信道插值算法精确度尤为重要。2008年ETSI颁布了第二代欧洲数字视频地面广播传输标准DVB-T2，相比于第一代标准，DVB-T2标准采用了更高阶的调制模式、更少的导频开销及更多的导频模式，在获得更高的数据速率和频谱利用率的同时，也对信道估计的精度提出更高的要求。针对该问题，2014年GuanghuiLiu在IEEETransactionsonBroadcasting上发表的文章“AdaptiveInterpolationforPilot-AidedChannelEstimatorinOFDMSystem”中采用级联一维插值算法来实现OFDM系统信道估计，该算法由于没有考虑时域方向插值与频域方向插值的插值范围与信道衰落的程度关系，故在多普勒频移导致的时变性与多径效应导致的频率选择性信道中，其插值精确度有所损失，导致信道估计的性能降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，以提高导频辅助信道估计中的插值精确度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下：(1)在OFDM系统接收机中计算出离散导频处信道频域响应值其中，[l,k]表示OFDM系统中第l个OFDM符号中第k个子载波的位置序号；(2)用离散导频处的信道频域响应值分别计算在虚拟导频处的时域方向信道频域响应值和频域方向信道频域响应值(3)利用信道参数信道最大多径时延τmax和多普勒频移fd计算权值因子：(3a)计算归一化信道最大多经时延：τ＝τmax/τ′max，其中，τ′max为离散导频能支持的信道最大多径时延；(3b)计算归一化多普勒频移：f′d＝fd/f′dmax，其中，f′dmax为离散导频能支持的最大多普勒频移；(3c)利用归一化信道最大多经时延τ和归一化多普勒频移f′d计算权值因子λ：λ＝(τ+1-f′d)/2；(4)用权值因子λ对(2)得出的与进行加权平均，得到虚拟导频处的时频域加权信道频域响应值H‾[l,k]=λH^1[l,k]+(1-λ)H^2[l,k],k∈ψvp[l],]]>其中，ψvp[l]为第l个OFDM符号的虚拟导频集，ψexp为扩展导频集，ψexp＝{k:k＝Nmin+tDx,t≥0andk≤Nmax本文档来自技高网...

【技术保护点】
OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，包括：(1)在OFDM系统接收机中计算出离散导频处信道频域响应值其中，[l,k]表示OFDM系统中第l个OFDM符号中第k个子载波的位置序号；(2)用离散导频处的信道频域响应值分别计算在虚拟导频处的时域方向信道频域响应值和频域方向信道频域响应值(3)利用信道参数信道最大多径时延τmax和多普勒频移fd计算权值因子：(3a)计算归一化信道最大多经时延：τ＝τmax/τ′max，其中，τ′max为离散导频能支持的信道最大多径时延；(3b)计算归一化多普勒频移：f′d＝fd/f′dmax，其中，f′dmax为离散导频能支持的最大多普勒频移；(3c)利用归一化信道最大多经时延τ和归一化多普勒频移f′d计算权值因子λ：λ＝(τ+1‑f′d)/2；(4)用权值因子λ对(2)得出的与进行加权平均，得到虚拟导频处的时频域加权信道频域响应值H‾[l,k]=λH^1[l,k]+(1-λ)H^2[l,k],k∈ψvp[l],]]>其中，ψvp[l]为第l个OFDM符号的虚拟导频集，ψexp为扩展导频集，ψexp＝{k:k＝Nmin+tDx,t≥0 and k≤Nmax}，t为大于或等于0的整数，Nmin与Nmax分别表示OFDM符号中子载波序号的最小值与最大值，ψsp[l]表示第l个OFDM符号的离散导频集，ψsp[l]＝{k:k＝Nmin+Dx(l mod Dy)+mD′x,m≥0 and k≤Nmax}，Dx是离散导频的子载波间隔，D′x＝Dx·Dy，Dy是离散导频的OFDM符号间隔，m为大于或等于0的整数；(5)用虚拟导频处的时频域加权信道频域响应值和步骤(1)计算出的离散导频处信道频域响应值计算得出扩展导频信道频域响应值(6)对扩展导频信道特性值进行频域方向插值，得出所有接收数据信道频域响应值...

【技术特征摘要】
1.OFDM系统导频辅助的时频域插值加权信道估计方法，包括：
(1)在OFDM系统接收机中计算出离散导频处信道频域响应值其中，[l,k]表示
OFDM系统中第l个OFDM符号中第k个子载波的位置序号；
(2)用离散导频处的信道频域响应值分别计算在虚拟导频处的时域方向信道
频域响应值和频域方向信道频域响应值(3)利用信道参数信道最大多径时延τmax和多普勒频移fd计算权值因子：
(3a)计算归一化信道最大多经时延：τ＝τmax/τ′max，其中，τ′max为离散导频能支持的信
道最大多径时延；
(3b)计算归一化多普勒频移：f′d＝fd/f′dmax，其中，f′dmax为离散导频...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫丰奎，刘铭，张南，王勇，秦利卿，张军山，沈亮，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61