专利名称：基于滤波器组的ofdm信道估计方法
技术领域：
本发明涉及无线通信中的通信信号处理方法，特别是提供了一种基于滤波器组的 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)信道估计方法。
背景技术：
现今，第三代数字移动通信(3G，The 3rd Generation)发展迅速，中国提出的 TD-SCDMA也是全球3G标准之一，3G移动终端即将广泛应用，3G移动终端的业务服务市场也 将蓬勃发展。随着第三代、后三代和未来移动通信系统的不断演进，无线通信系统将会提供 越来越高的数据速率和更加可靠的通信质量保障。同时，用户终端所处的环境随着现代科 技的进步也将会越来越复杂，高速移动和各种多径反射条件决定了无线通信系统必须能够 适应这些恶劣的传输环境。正交频分复用系统能够将宽带多径频率选择性信道变成一组卷 积的并行窄带频率平坦性衰落信道，具有能够有效消除多径干扰、自适应数据速率调整方 便、均衡过程简单和频谱效率高的特点，已经成为未来移动通信系统中的物理层中的核心 传输技术之一。但是要利用有效的相干解调技术来获得更高的信噪比增益，就必须在接收 端进行信道参数的估计和跟踪，特别是在时变和低信噪比条件下实现高精度的信道参数估 计，低信噪比条件决定了信道参数估计的精度很难达到实际使用要求，同时，复杂的估计算 法要利用到信道的统计特性，而实际环境决定了在使用中无法得到准确的信道统计特性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种性能稳定、成本低的基于滤波器组的OFDM 信道估计方法，用于从接收天线信号中的导频序列中估计出时变信道条件下精确的信道参 数信息，特别是在接收端具有很低的信噪比条件下，不利用信道的任何统计特性，能够实现 高精度的信道参数估计和跟踪。本发明采用如下的技术方案，包括下列步骤(1)将信源数据进行信道编码，调制，串并转换，变成「W/B"!个子载波格式的 待传输有效数据D，其中B为OFDM的频域子载波抽样间隔，B的取值为时延最大扩展值的四 倍，「n/b|表示N除以B之后的结果向下取整；(2)产生与信道频域抽样位置相对应的子载波导频数据P = exp(j2 π kBn/N)， k = l，…，|n/b|导频数据的长度等于OFDM传输系统帧长度的四分之一，将导频数据与待 传输数据结构按照梳状导频格式进行数据导频复用，组成OFDM传输数据帧X ；(3)将OFDM传输数据帧X进行N点FFT处理，加入循环前缀后经过模拟射频处理 后通过发射出去，加入循环前缀的长度为L点，L的点数为信道时延扩展的最大值，OFDM接 收终端将接收到的信号进行模拟处理并数字化，同时去除循环前缀并做N点FFT处理，得到 接收信号数据帧Y ；(4)将接收信号数据帧Y按照与发射端复用相同的方法进行解复用，将对应OFDM频域抽样位置上的接收导频数据尸=泠6邓(_/271紐《/^彳=1,-,|>/5"|和传输有效数据
D'分离出来，其中片为对应导频抽样点上的信道系数；(5)将解复用得到的接收导频数据P'送入信道估计处理装置，经过多相滤波器 组滤波处理后分别对各个抽样子载波得到的数据进行最小二乘估计，并将估计得到的信道 值进行线性内插得到所有子载波位置上的信道估计初始系数应‘；(6)将得到的信道估计初始系数应'进行N点IFFT处理，得到对应的时域抽头系数 h，并将力按照抽头功率大小进行排序处理，并保留最大的L个抽头，其中L为OFDM循环前缀 的点数，将剩下的抽头系数全部进行置零处理； (7)将经过置零处理后得到的L个非零信道抽头进行N点FFT频域内插处理，得到 最终的对应的时刻的N个OFDM时变信道频域抽样值分；利用估计得到的信道频域抽样值应 完成OFDM各个子信道上的数据均衡，即将接收的传输有效数据D'除以对应位置上的信道 频域抽样值应；(8)将经过均衡处理后的有效数据进行并串转换，解调和信道译码处理，得到最终 恢复信源数据。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性的特点和显著优点所述发明方法利用多相滤波技术滤除噪声以提高低信噪比条件下的OFDM时变信 道参数估计精度。并使用FFT技术来估计各个子载波抽样位置上的信道频域系数值，因此 采用本发明的方法和装置来实现OFDM时变信道估计系统具有计算复杂度低、误码地板低 的特点。
本发明方法由以下附图及实施示例给出。图1为使用本发明方法的OFDM发射和接收系统工作流程示意图；图2为本发明的滤波器组结构示意具体实施例方式下面结合附图和优选实施例对本发明进一步说明。本发明方法的具体实现步骤如 下(1)将信源数据进行信道编码，调制，串并转换，变成个子载波格式的 待传输有效数据D，其中B为OFDM的频域子载波抽样间隔，B的取值为时延最大扩展值的四 倍，「表示N除以B之后的结果向下取整；(2)产生与信道频域抽样位置相对应的子载波导频数据P = exp(j2 π kBn/N)， A = I,…，「7V/5"|，导频数据的长度等于OFDM传输系统帧长度的四分之一，将导频数据与待 传输数据结构按照梳状导频格式进行数据导频复用，组成OFDM传输数据帧X ； (3)将OFDM传输数据帧X进行N点FFT处理，加入循环前缀后经过模拟射频处理 后通过发射出去，加入循环前缀的长度为L点，L的点数为信道时延扩展的最大值，OFDM接 收终端将接收到的信号进行模拟处理并数字化，同时去除循环前缀并做N点FFT处理，得到 接收信号数据帧Y ；
(4)将接收信号数据帧Y按照与发射端复用相同的方法进行解复用，将对应OFDM 频域抽样位置上的接收导频数据
权利要求
一种基于滤波器组的OFDM信道估计方法，所述方法用于从OFDM信号中估计出对应的时频位置的信道参数，其特征在于利用多相滤波器组来获取各个通道的滤波系数；包括下列步骤(1)将信源数据进行信道编码，调制，串并转换，变成个子载波格式的待传输有效数据D，其中B为OFDM的频域子载波抽样间隔，表示N除以B之后的结果向下取整；(2)产生与信道频域抽样位置相对应的子载波导频数据P＝exp(j2πkBn/N)，将导频数据与待传输数据结构按照梳状导频格式进行数据导频复用，组成OFDM传输数据帧X；(3)将OFDM传输数据帧X进行N点FFT处理，加入循环前缀后经过模拟射频处理后通过发射出去，加入循环前缀的长度为L点，OFDM接收终端将接收到的信号进行模拟处理并数字化，同时去除循环前缀并做N点FFT处理，得到接收信号数据帧Y；(4)将接收信号数据帧Y按照与发射端复用相同的方法进行解复用，将对应OFDM频域抽样位置上的接收导频数据和传输有效数据D′分离出来，其中为对应导频抽样点上的信道系数；(5)将解复用得到的接收导频数据P′送入信道估计处理装置，经过多相滤波器组滤波处理后分别对各个抽样子载波得到的数据进行最小二乘估计，并将估计得到的信道值进行线性内插得到所有子载波位置上的信道估计初始系数(6)将得到的信道估计初始系数进行N点IFFT处理，得到对应的时域抽头系数并将按照抽头功率大小进行排序处理，并保留最大的L个抽头，其中L为OFDM循环前缀的点数，将剩下的抽头系数全部进行置零处理；(7)将经过置零处理后得到的L个非零信道抽头进行N点FFT频域内插处理，得到最终的对应的时刻的N个OFDM时变信道频域抽样值利用估计得到的信道频域抽样值完成OFDM各个子信道上的数据均衡，即将接收的传输有效数据D′除以对应位置上的信道频域抽样值(8)将经过均衡处理后的有效数据进行并串转换，解调和信道译码处理，得到最终恢复信源数据。F2009100567463C0000011.tif,F2009100567463C0000012.tif,F2009100567463C0000013.tif,F2009100567463C0000014.tif,F2009100567463C0000015.tif,F2009100567463C0000016.tif,F2009100567463C0000017.tif,F2009100567463C0000018.tif,F2009100567463C0000019.tif,F2009100567463C00000110.tif,F2009100567463C00000111.tif,F2009100567463C00000112.tif
2.如权利要求1所述的基于滤波器组的OFDM信道估计方法，其特征在于步骤(1)中 B的取值由传输无线信道的时延最大扩展值来决定，为时延最大扩展值的四倍。
3.如权利要求1所述的基于滤波器组的OFDM信道估计方法，其特征在于步骤(2)中 产生导频数据的长度等于OFDM传输系统帧长度的四分之一。
全文摘要
本发明公开了一种基于滤波器组的OFDM信道估计方法。本方法是首先产生与OFDM抽样子载波中心频点相同的复指数导频数据，与信源数据进行复用，在接收端将对应导频位置上的导频数据利用N点FFT来实现的多相滤波器组滤波，然后对各个对应信道的输出数据进行最小二乘估计，得到初始信道频域估计数据并经过线性内插处理，得到所有子载波上的初始信道频域数据，再进行IFFT处理，并在时域进行L点重要抽头系数进行补零和FFT处理，在频域内插得到所有的子载波位置上对应的信道参数。本发明方法解决了现有方案中低信噪比条件下信道估计精度低的缺陷，而且具有性能稳定、成本低及误码地板低等优点。
文档编号H04L27/26GK101997799SQ20091005674
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者石强 申请人:石强