基于噪声方差估计的门限时域最小二乘信道估计方法
【专利摘要】本发明公开了一种在稀疏环境下IQ不平衡OFDM系统的信道估计算法。导频符号在IQ不平衡条件下通过信道，得到接收端信号。把IQ不平衡也当作信道参数纳入估计，利用稀疏特性，用最小二乘法估计出时域信道冲击响应。通过估计噪声方差确定合适的门限，过滤循环前缀长度内的噪声。本发明的基于噪声方差估计的门限时域最小二乘估计算法，实现了性能与复杂度的良好折中，同时只需使用一个OFDM符号，具有较高的频谱利用率，可以有效地提高系统误码性能。
【专利说明】基于噪声方差估计的门限时域最小二乘信道估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信【技术领域】，特别涉及IQ不平衡稀疏信道下0FDM系统中基于 噪声方差估计的门限时域最小二乘信道估计算法。
【背景技术】
[0002] 正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，0FDM)是一种特 殊的多载波传输技术，它把高速的串行数据流通过串并转换分配到传输速率相对较低的若 干个子信道上并行传输。作为4G通讯的核心技术，它具有抗多径干扰能力强、频谱利用率 高等诸多优点。然而，在0FDM系统中，发射机和接收机的非理想变频、同相与正交支路的不 匹配滤波、放大和采样均会造成同相/正交（In-phaseandquadrature-phase,IQ)支路的 幅度和相位不匹配，即IQ不平衡。IQ不平衡会破坏子载波之间的正交性，形成子信道间干 扰，严重影响系统性能。
[0003] 近年来直接变频发射接收机由于具有结构简单、低功耗和成本低等优点在得到了 广泛的关注和应用，但相比于传统的超外差式结构，直接变频结构发射接收机更容易受到 IQ不平衡的影响。因此，对0FDM系统的IQ不平衡实现高性能信道估计和精确补偿是提高 IQ不平衡0FDM系统误码性能的主要途径，具有非常深远的意义和重要的理论研究价值和 应用前景。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对稀疏环境下的同相/正交不平衡正交频分复 用系统，提供了一种低复杂度的基于噪声方差估计的门限时域最小二乘信道估计方法，以 有效提高系统误码性能。
[0005] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于噪声方差估计的门限时 域最小二乘信道估计方法，包括：
[0006] 考虑发射、接收端的IQ不平衡，当作信道参数一并纳入估计；
[0007] 利用信道的稀疏特性，进行时域滤波，并通过估计噪声方差确定合适的门限，过滤 循环前缀长度内的噪声。
[0008] 作为一种实施例，所述考虑发射、接收端的IQ不平衡，当作信道参数一并纳入估 计，包括：
[0009] 步骤11)，设0FDM子载波数为N，循环前缀长度为L，取一个0FDM导频符号
【权利要求】
1. 一种基于噪声方差估计的门限时域最小二乘信道估计方法，其特征在于，包括： 考虑发射、接收端的IQ不平衡，当作信道参数一并纳入估计； 利用信道的稀疏特性，进行时域滤波，并通过估计噪声方差确定合适的门限，过滤循环 前缀长度内的噪声。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述考虑发射、接收端的IQ不平衡，当作 信道参数一并纳入估计，包括： 步骤11)，设OFDM子载波数为N，循环前缀长度为L，取一个OFDM导频符号S = [s(l) s(2)……s(N)]T; 步骤12)，考虑发射、接收机的IQ不平衡，经过信道的多径衰落得到接收端Z=(μrμtdiag {H} +vrvt*diag {H#})S+μrvtdiag {H} +vrμt*diag {H#})S#+ ω , 其中，μ=cos+ya.sin(I), =czcos-/sin€)，下标r、t分别表示接收端、 发送端，α、Θ为同相支路与正交支路的幅度和相位失真参数，H为信道冲激响应h= [&Ii1…\]1勺DFT变换，上标#表示复共轭向量的DFT变换； 步骤 13)，记凡=μrytdiag{H}+vrvt*diag{H #}，Hb=μrvtdiag{H}+vryt*diag{H#}，Ha=Urytdiag{H}+vrvt*diag{H #},Hb=μrvtdiag{H}+vryt*diag{H #},ha、hb分另丨」为 Ha、Hb的IDFT变换，将Z表示为Ζ=ΑΧ+ω,其中A=[diag{S}F NXN/2diag{S#}FNXN/2]，
开以，X在时域最小_乘估计下可以表不为
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用信道的系数特性，进行时域滤 波，并通过估计噪声方差确定合适的门限，过滤循环前缀长度内的噪声，包括： 步骤21)，根据时域信道冲击响应能量集中在循环前缀长度内，把循环前缀后f-L个 值置零； 步骤22)定义门限:A= 7乾，其中，殆.为循环前缀后f 个点的噪声方差平均值，系 数Y的取值范围为I 步骤23)以0.01的单位递增Y，将循环前缀长度内小于λ的值置零，得到毛. 并以此恢复信号S，使估计出的S误码率最低，确定最佳门限Aci，得到信道冲激响应
【文档编号】H04L25/02GK104468429SQ201410733821
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】张德鹏, 崔玉荻, 束锋, 徐彦青, 桂林卿, 吴琼, 余诗尧, 王忆蒙 申请人:南京理工大学