专利名称：一种基于最优遗忘因子的半盲rls信道估计方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术中的正交频分复用系统(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, OFDM)信道估计技术，特别是一种半盲递推最小二乘(Recursive LeastSquared, RLS)信道估计技术。
背景技术：
正交频分复用系统是一种具有高数据率的多载波传输无线通信系统。它已经被广泛应用于无线通信网络的信号传输。然而，由于终端移动所产生的多普勒效应和障碍物引起的阴影效应，无线信道展现出剧烈变化的衰落特性和多径延迟特性。因此，对于采用相干检测的OFDM接收机而言，无线衰落信道的信道估计是一个至关重要的问题。基于递推最小二乘(Recursive Least Squared,RLS)自适应滤波算法的信道估计技术具有较强的自适应能力，适用于快衰落信道的信道状态估计和跟踪。RLS信道估计的准确度通常采用均方误差(Mean Square Error,MSE)来衡量。MSE越小，RLS信道估计的准确度越高。影响RLS信道估计MSE性能的主要因素是信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR) 条件、衰落信道的自相关函数、导频符号个数和遗忘因子。其中，信噪比条件和衰落信道的自相关函数是由OFDM系统工作环境所决定的，而导频符号个数和遗忘因子是RLS信道估计过程中可控制的参数。特别地，遗忘因子是RLS自适应滤波算法中的一个重要参数，它决定了 RLS自适应滤波算法的收敛速度和稳态MSE性能。由于遗忘因子对RLS信道估计MSE性能的影响是非线性的，所以最优遗忘因子的选取成为了 RLS信道估计技术中的一个关键问题。文献"Decision-Directed Recursive Least Squares ΜΙΜΟ Channels Tracking (by E. Harami, M. Shiva. EURASIP Journal on Wireless Communication and Networking 2006,pp. 1—10)”针对多入多出(Multiple—input Multiple-output,ΜΙΜΟ)的 OFDM系统提出一种半盲RLS信道估计技术。半盲RLS信道估计分为训练阶段和跟踪阶段。 在训练阶段，OFDM接收机采用已知的导频符号估计信道状态；在跟踪阶段，OFDM接收机首先利用前一时刻的信道状态估计对当前时刻的数据OFDM符号进行相干检测和最大似然估计，然后利用估计得到的数据OFDM符号来估计当前时刻的信道状态。半盲RLS信道估计技术通过数据符号信息的反馈来跟踪信道状态的变化，提高了数据符号信息在信道估计过程中的利用率，有效降低了导频符号个数的开销。半盲RLS信道估计方法主要包括以下步骤步骤A、获取最优遗忘因子根据给定的归一化多普勒频率，通过MSE性能仿真结果获取遗忘因子的最优取值入g ；步骤B、参数初始化设置自相关矩阵Ptl为M阶单位对角矩阵，设置互相关矩阵Rtl 为N阶0矩阵；其中，M为接收机天线个数，N为子载波总个数；步骤C、参数更新当观测到第η个OFDM符号时(接收机接收到第η个OFDM符号时)，利用递推公式对自相关矩阵和互相关矩阵进行更新；自相关矩阵的递推公式为
权利要求
1.一种基于最优遗忘因子的半盲RLS信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤A、获取最优遗忘因子基于均方误差公式，采用分步遍历的方式搜索最小均方误差值对应的遗忘因子作为此次信道估计的最优遗忘因子入g ；所述均方误差公式为
2.如权利要求1所述一种基于最优遗忘因子的半盲RLS信道估计方法，其特征在于，所述接收OFDM符号为发送OFDM符号经过信道的衰落和噪声后得到；在训练阶段，发送OFDM 符号为已知的导频OFDM符号；在跟踪阶段，发送OFDM符号为通过相干检测和最大似然估计得到的数据OFDM符号。
3.如权利要求1或2所述一种基于最优遗忘因子的半盲RLS信道估计方法，其特征在于，所述分步遍历搜索具体为，在遗忘因子的取值区间内以较大的步长遍历计算不同遗忘因子取值所对应的均方误差值，然后以首次搜索过程中的最小均方误差值对应的遗忘因子取值为中心，在该中心的邻近范围内以较小的步长进行第二次搜索，遍历计算不同遗忘因子取值所对应的均方误差值，最后选择第二次搜索中最小均方误差值对应的一个遗忘因子取值作为最优遗忘因子。
4.如权利要求3所述一种基于最优遗忘因子的半盲RLS信道估计方法，其特征在于，首次搜索在区间
内以0. 1为步长遍历计算不同遗忘因子取值所对应的均方误差值，然后以均方误差值最小的一个遗忘因子取值λ。为中心，第二次搜索在区间[λ。-0. 05， λ。+0. 05]内以0. 01为步长再次遍历计算不同遗忘因子取值所对应的均方误差值，最后选择均方误差值最小的一个遗忘因子取值作为最优遗忘因子入
全文摘要
本发明提供一种适用于单输入单输出OFDM系统的，能快速获取最优遗忘因子的半盲RLS信道估计方法。本发明通过对半盲RLS信道估计中均方误差性能的分析，得到了一种精确的均方误差计算公式，并利用均方误差式与分步遍历搜索算法来获取遗忘因子的最优取值，无需经历耗时的仿真过程，便能快速得到最优遗忘因子。本发明可根据信噪比条件和衰落信道的自相关函数来灵活改变遗忘因子的最优取值，从而具有更加广泛的适用性，并显著提高了最优遗忘因子的求解效率，从而有效解决现有单输入单输出OFDM系统的半盲RLS信道估计效率偏低的问题，具有较低的计算复杂度和较高的实现效率。
文档编号H04L25/02GK102158440SQ20111009067
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者唐万斌, 李少谦, 王军, 黄彪 申请人:电子科技大学