专利名称：一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及多天线正交频分复用(MIM0-0FDM)系统中的信道 估计方法。
背景技术：
多天线(MultipleInput Multiple Output, ΜΙΜΟ)技术和正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的结合,可以有效地提高系 统的吞吐率和传输效率，满足未来移动通信系统对系统容量、频谱利用率、数据传输速率等 多方面的需求。MIMO技术可以在不增加带宽的前提下，成倍的提高系统容量和频谱利用 率，OFDM技术将宽带信道转换为若干个并行的窄带信道，能够有效对抗多径衰落。在第三 代合作伙伴计划(3GPP)制定的长期演进(Long Term Evolution, LTE)标准中，就采用了 MIM0-0FDM技术作为下行链路的传输方案。相干检测需要精准的信道信息。为了能够及时准确的估计出信道参数，常常采用 基于导频辅助的信道估计方法，通过在OFDM符号的特定子载波上插入的已知导频来获得 导频子载波上的信道响应，并通过后续插值获得非导频子载波上的信道响应。同时利用信道的频率相关性和时间相关性可以有效提高信道估计的性能。针对导 频非均勻分布(如菱形导频图样)的系统，传统的基于二维离散傅里叶变换的信道估计方 法因过于复杂而难以实现，为解决上述问题，本发明提出了一种带相位补偿的二维离散傅 里叶变换信道估计方法，该方法克服了传统方法中二维离散傅里叶变换不可分的缺点，有 效降低了计算复杂度，同时利用信道的时频相关性提高信道估计性能。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计 方法，从而克服传统的二维离散傅里叶变换信道估计方法在非均勻导频图样中不可分的问 题，有效降低计算复杂度，同时利用信道的时域相关性和频域相关性提高信道估计的性能。技术方案本发明提供的一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法， 该方法包括针对时频二维上导频非均勻分布的系统，首先接收时频二维上导频子载波处 的频域接收信号；然后对所述的时频二维上导频子载波处的频域接收信号进行最小二乘估 计获得时频二维导频子载波处的初始信道参数估计值；随后对时频二维导频子载波处的初 始信道参数估计值进行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，获得二维离散傅里叶变换域内 的等效信道参数；进而在二维离散傅里叶变换域内对所述的等效信道参数进行滤波处理， 以抑制噪声对信道估计性能的影响；对所述的经过滤波处理后的等效信道参数进行带相位 补偿的二维离散傅里叶逆变换从而获得时频二维导频子载波处的信道参数估计值；最后对 所述的时频二维导频子载波处的信道参数估计值进行时频二维插值，从而获得时频二维上 所有子载波处的信道响应。对所述的时频二维导频子载波处的初始信道参数估计值进行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，具体为首先对时频二维导频子载波处的初始信道参数进行频率方向上 的离散傅里叶变换；接着通过相位项补偿导频在频率方向由于位置交错所带来的影响；然 后进行时间方向上的离散傅里叶变换；最后通过相位项补偿导频在时间方向由于位置交错 所带来的影响。所述的二维离散傅里叶变换和二维离散傅里叶逆变换顺序可以改变，即既可以先 进行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，然后在变换域完成滤波后再经过带相位补偿的二 维离散傅里叶逆变换；也可以先进行带相位补偿的二维离散傅里叶逆变换，然后在变换域 完成滤波后经过带相位补偿的二维离散傅里叶变换返回到频域。对所述的二维离散傅里叶变换域内的等效信道参数进行滤波，采用最小均方误差 MMSE滤波，或使用最小均方误差滤波的各种简化形式。有益效果本发明提供的一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法， 克服了传统二维离散傅里叶变换不可分的问题，有效降低了计算复杂度，同时利用信道的 时域相关性和频域相关性提高信道估计的性能。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅表明本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些 附图获得其他实施例的附图。图1为本发明实施例所采用的OFDM基带系统结构框图。图2为本发明实施例所采用的非均勻导频图样。图3为本发明实施例所提供的非均勻导频图样下带相位补偿的二维离散傅里叶 变换信道估计方法流程图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本 发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。图1为本实施例所使用的OFDM基带系统模型，从图中可以看出，发送端的频域信 号S(k)经过离散傅里叶逆变换(IDFT)得到时域发送信号s (η)，在添加循环保护前缀(CP) 之后，经过数模(DA)转换发送到无线信道中，假设CP的长度大于信道的最大延迟，CP在保 证子载波间正交的同时消除了 OFDM符号间干扰。无线信道为一个时变多径衰落信道，表示为
权利要求
1.一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法，其特征在于该方法包括针 对时频二维上导频非均勻分布的系统，首先接收时频二维上导频子载波处的频域接收信 号；然后对所述的时频二维上导频子载波处的频域接收信号进行最小二乘估计获得时频二 维导频子载波处的初始信道参数估计值；随后对时频二维导频子载波处的初始信道参数估 计值进行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，获得二维离散傅里叶变换域内的等效信道参 数；进而在二维离散傅里叶变换域内对所述的等效信道参数进行滤波处理，以抑制噪声对 信道估计性能的影响；对所述的经过滤波处理后的等效信道参数进行带相位补偿的二维离 散傅里叶逆变换从而获得时频二维导频子载波处的信道参数估计值；最后对所述的时频二 维导频子载波处的信道参数估计值进行时频二维插值，从而获得时频二维上所有子载波处 的信道响应。
2.根据权利要求1所述的一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法，其特 征在于对所述的时频二维导频子载波处的初始信道参数估计值进行带相位补偿的二维离 散傅里叶变换，具体为首先对时频二维导频子载波处的初始信道参数进行频率方向上的 离散傅里叶变换；接着通过相位项补偿导频在频率方向由于位置交错所带来的影响；然后 进行时间方向上的离散傅里叶变换；最后通过相位项补偿导频在时间方向由于位置交错所 带来的影响。
3.根据权利要求1所述的一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法，其特 征在于所述的二维离散傅里叶变换和二维离散傅里叶逆变换顺序可以改变，即既可以先进 行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，然后在变换域完成滤波后再经过带相位补偿的二维 离散傅里叶逆变换；也可以先进行带相位补偿的二维离散傅里叶逆变换，然后在变换域完 成滤波后经过带相位补偿的二维离散傅里叶变换返回到频域。
4.根据权利要求1所述的一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法，其 特征在于对所述的二维离散傅里叶变换域内的等效信道参数进行滤波，采用最小均方误差 MMSE滤波，或使用最小均方误差滤波的各种简化形式。
全文摘要
一种带相位补偿的二维离散傅里叶变换信道估计方法包括针对时频二维上导频非均匀分布的系统，首先接收时频二维上导频子载波处的频域接收信号；然后对所述的时频二维上导频子载波处的频域接收信号进行最小二乘估计获得时频二维导频子载波处的初始信道参数估计值；随后对时频二维导频子载波处的初始信道参数估计值进行带相位补偿的二维离散傅里叶变换，获得二维离散傅里叶变换域内的等效信道参数；最后对所述的时频二维导频子载波处的信道参数估计值进行时频二维插值，从而获得时频二维上所有子载波处的信道响应。本发明大大降低了计算复杂度，并利用信道的时间相关性和频率相关性提高信道估计性能。
文档编号H04L25/02GK102130860SQ20111006544
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者仲文, 刘远龙, 巴特尔, 李振, 王亮, 范晓骏, 陈桐 申请人:东南大学