一种无线数字信道估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信道评估技术，具体涉及一种无线数字信道估计方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信的快速发展，人们越来越关注如何为高速移动的终端提供高速率的 数据业务，高速铁路宽带无线接入就是其中的应用场景之一。0FDM作为一种高速传输的无 线通信技术，能够有效的对抗频率选择性衰落产生的符号间干扰，用于当今多数现代高数 据速率通信系统。0FDM有高频谱效率，动态带宽配置，对于传输损坏有较强的容忍度。然而， 对于无线信道来说，信道估计和跟踪仍然是一个问题，在多数情形中，接收机需要准确的信 道脉冲响应估计，特别是在出现高移动性或高频率以及数据速率时，和其它数字通信系统 类似，0FDM调制在高多普勒扩展时碰到了问题，其中，当用户快速移动，例如在汽车中时，或 当研究有更多频谱可用的较高频率，例如60MHz频带时，即使是步行速度，该问题也会显著 发生。因此，需要经常跟踪以及更新信道脉冲响应。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种无线数字信道估计方法， 具体为一种利用基于连续多帧加权平均（Weighted Inter-Frame Averaging，WIFA)方法通 过联合传统估计算法如最小二乘法（Least Square，LS)，符号内频域平均（Intra-Symbol Frequency-domain Averaging，ISFA)，和最小均方误差（Minimum Mean Square Error， MMSE)，实现正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)无线信 道估计，该信道估计算法消除信道噪声干扰，提高了信道估计精度，增强了传输性能，降低 了计算复杂度。
[0004] 本发明所采用的技术方案为：
[0005] -种无线数字信道估计方法，其改进之处在于：所述方法包括
[0006] (1)发送端将基带信号进行QAM调制；
[0007] (2)将QAM调制后的数字信号进行串并转换；
[0008] (3)增加导频并进行逆离散傅里叶变换；
[0009] (4)插入循环前缀和循环后缀；
[0010] (5)接收端对于接收到的数字信号进行同步，移除循环前缀和循环后缀；
[0011] (6)对无线信道进行初步的信道估计；
[0012] (7)采用WIFA算法进行帧平均，并结合初步估计的的信道结果；
[0013] (8)解调数字信息，得到数据信息。
[0014] 优选的，所述步骤（1)包括发送端数据块编码为基带信号，将基带信号转化为二 进制数据后进行QAM调制。
[0015] 优选的，所述步骤（3)包括基带信号中每个0FDM符号前都有一个保护间隔，在发 送端处前后相继的0FDM符号之间的保护间隔处插入导频，并进行逆离散傅里叶变换。
[0016] 优选的，所述步骤（6)包括采用最小二乘法LS、符号内频域平均法ISFA或最小均 方误差法MMSE对无线信道进行初步的信道估计。
[0017] 进一步的，所述采用最小二乘法LS对无线信道进行初步的信道估计包括采用LS 算法计算信道矩阵，第i帧的信道转换函数可以写为
[0019] 式中，Υρ 别为第i帧接收和发送训练序列；
[0020] 采用符号内频域平均法ISFA对无线信道进行初步的信道估计包括ISFA信道转换 函数为：
[0022] 式中，m表示用于频域平均的相邻子载波数，p表示第p个接收或发送训练序列，k 表示第k个信道转换值，max表示取计算结果的最大值，min表示取计算结果的最小值；
[0023] 采用最小均方误差法MMSE对无线信道进行初步的信道估计包括MMSE信道转换函 数为：
[0025] 式中，Rhh是 H /, ARISE 的自协方差矩阵，ση2噪声方差。
[0026] 优选的，所述步骤（7)包括利用WIFA算法进行帧平均，并结合LS、ISFA或MMSE算 法计算结果与WIFA算法的前帧加权计算得到信道估计结果，提高信道估计精度。
[0027] 进一步的，通过LS、ISFA或MMSE算法得到信道函数为iL ,对帧平均算法的 进行加权计算，第i帧的信道转换函数为
[0029] 式中，δ表示在〇与1之间的加权因子，为第Η帧信道转换函数，加权 因子S越小，信道转换函数估计精度越高，WIFA算法实时跟踪信道变化，式中δ为：
[0031] 其中，i表示帧索引，δ。为固定常数，当帧索引i小于固定常数i时，当帧 δ? 1 I 索引i大于等于固定常数S。时，δ = δ。。
[0032] 优选的，所述步骤（8)包括进行频域信道均衡进一步进行信道解调，解调数字信 息后得到数据信息。
[0033] 本发明的有益效果为：
[0034] 本发明降低了无线信道估计过程计算复杂度，降低开销的同时，提高估计精度增 强通信的可靠性，有效抵抗通信噪声的干扰。
[0035] 本发明提出一种基于联合LS、ISFA或丽SE算法的WIFA信道估计算法，估计精度 的影响主要来自信道噪声，信道估计函数的计算并不是直接对不同的帧进行平均，而是重 新利用函数的前帧和传统算法的加权计算，大大降低了 WIFA算法计算复杂度。
【附图说明】
[0036] 图1是本发明提供的一种无线数字信道估计方法流程示意图；
[0037] 图2是本发明提供的一种无线数字信道估计流程结构示意图。
【具体实施方式】
[0038] 如图1、图2所示，本发明提供了一种无线数字信道估计方法，具体流程如下：
[0039] (1)发送端将基带信号进行QAM调制；发送端数据块编码为基带信号，将基带信号 转化为二进制数据后进行QAM调制。
[0040] (2)将QAM调制后的数字信号进行串并转换；
[0041] (3)增加导频并进行逆离散傅里叶变换；基带信号中每个0FDM符号前都有一个保 护间隔，在发送端处前后相继的0FDM符号之间的保护间隔处插入导频，并进行逆离散傅里 叶变换。
[0042] (4)插入循环前缀和循环后缀；统称为循环附标。循环附标包含从有用的0FDM符 号时域釆样的信息。循环附标简化接收机处的均衡计算，其中，丢弃循环附标，例如：使用傅 立叶变换（通常是快速傅立叶变换）处理每个被截取的数据块，从而将频率选择信道输出 转换成为并行平坦衰落的独立子信道输出，每一个输出都对应各自的子载波。为了达到均 衡目的，存在多种策略。例如遵循迫零法，除非为零，每个子信道的输出都由对应子载波的 估计信道系数相除，以降低码间干扰，在0FDM帧起始位置插入训练序列的目的是进行信道 估计和同步；
[0043] (5)接收端对于接收到的数字信号进行同步，移除循环前缀和循环后缀；
[0044] (6)对无线信道进行初步的信道估计；包括进行最小二乘法（Least Square，LS)， 符号内频