專利名稱：一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)變信道下信道建模的方法，特別涉及多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法及其相關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency-Division Multiplexing, OFDM)是一種特殊的多載波調(diào)制技術(shù)，它能將高速數(shù)據(jù)流通過(guò)串并變換，變成低速并行數(shù)據(jù)流調(diào)制到相互正交的子載波上進(jìn)行傳輸，所以，每個(gè)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間增加，通過(guò)添加循環(huán)前綴(CyclicPrefix-CP)，能夠?qū)⑿盘?hào)和信道的線性卷積轉(zhuǎn)換成為循環(huán)卷積，接收端 采用一階的頻域均衡器，以消除抗符號(hào)間干擾(Inter-Symbol Interference-ISI)。從頻域角度看，由于OFDM中子載波間隔小于信道的相干帶寬，所以O(shè)FDM能夠很好的對(duì)抗頻率選擇性衰落和窄
帶干擾，并且OFDM技術(shù)容易和多輸入多輸出(Multiple Input and Multiple Output-
MIM0)相結(jié)合，采用功率分配和自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，能夠獲得空間的分集和復(fù)用增益，最大程度滿足信道容量傳輸?shù)囊蟆Ｋ設(shè)FDM技術(shù)已經(jīng)成為無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local AreaNetwork-ffLAN),WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)和 3GPP 長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)的關(guān)鍵技術(shù)。由于高速鐵路建設(shè)將跨越平原、丘陵等地形，造成無(wú)線電波傳播多徑環(huán)境較為復(fù)雜。OFDM技術(shù)應(yīng)用于高速鐵路寬帶無(wú)線接入，主要是考慮OFDM能夠很好的對(duì)抗頻率選擇性衰落。多載波OFDM技術(shù)的信道估計(jì)，通常是在傳輸符號(hào)的頻域或時(shí)域插入導(dǎo)頻，在接收端使用插值完成信道估計(jì)。但是，常規(guī)信道估計(jì)方法在時(shí)變信道條件下存在精度和頻帶利用率不足的情況，所以，需要進(jìn)一步研究信道估計(jì)方法，提高系統(tǒng)性能，減少信道估計(jì)開銷。子載波間干擾(Inter-Carrier Interference ICI)自消除方法，即在OFDM系統(tǒng)發(fā)射端，將信號(hào)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)和編碼，使其在時(shí)變信道條件下傳輸時(shí)，即使受到ICI干擾，在接收端進(jìn)行特殊的譯碼處理，也可以較好的對(duì)抗子載波。經(jīng)典ICI干擾自消除的主要思想是在發(fā)射端將調(diào)制數(shù)據(jù)以一定的加權(quán)系數(shù)映射到相鄰的子載波上，使得ICI的影響最?。辉诮邮斩藢⒁韵鄳?yīng)的加權(quán)系數(shù)進(jìn)行疊加，進(jìn)一步降低ICI的影響。通過(guò)相鄰子載波上ICI的相互抵消，可大大提高系統(tǒng)的性能，但該方法缺點(diǎn)是頻譜利用率僅50%，且系統(tǒng)采用差分調(diào)制方式，雖不需信道估計(jì)，但不能滿足QAM等高階調(diào)制要求，這些缺點(diǎn)不滿足現(xiàn)代通信中的高效傳輸，制約了其在實(shí)際中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法和裝置，能更好地解決減少信道估計(jì)開銷和消除OFDM中子載波間干擾的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法，包括A)利用同一子載波上相繼接收的兩個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的斜率矩陣；
B)利用消除了所述斜率矩陣的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的截距矩陣；C)根據(jù)所述斜率矩陣和所述截距矩陣，確定用于信道估計(jì)的多徑信道的時(shí)域模型。進(jìn)一步地,所述步驟A)具體為將同一子載波P上相繼接收的符號(hào)n的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)7/和符號(hào)n+1的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算，得到差值;利用所述差值，得到多徑信道的斜率矩陣Cl = ^jjrCdiag(Sp))-1 F-1^1 -Y:)；
cP
其中，N為快速傅立葉逆變換點(diǎn)數(shù)，Nep為符號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，if是快速傅立葉變換矩陣的子矩陣的逆，(diag(S1Or1是本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp的對(duì)角矩陣的逆。進(jìn)一步地，若本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp采用二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制，則所述通過(guò)下式確定_5]進(jìn)一步地,所述步驟B)具體為將信道頻響中包含的部分與本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp做乘法運(yùn)算，并使用所述導(dǎo)頻數(shù)據(jù)V與所述乘法運(yùn)算結(jié)果做減法運(yùn)算，得到消除&的導(dǎo)頻數(shù)據(jù);利用所述，得到多徑信道的截距矩陣C2 = F[1(diag(SpXT1Y 。進(jìn)一步地，若本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp采用二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制，則所述C2通過(guò)下式確定C2 = F[%p進(jìn)一步地，所述多徑信道的時(shí)域模型通過(guò)下式確定h(n, I) = C11 -n + C12其中，n表示符號(hào)，0 < I < L，L為可分辨多徑的數(shù)目，符號(hào)n的時(shí)域模型包括L個(gè)斜率c；組成的斜率矩陣&和L個(gè)截距4組成的截距矩陣&。進(jìn)一步地，所述斜率矩陣和所述截距矩陣&還用于消除接收數(shù)據(jù)中的子載波干擾。進(jìn)一步地,所述方法還包括利用得到的多徑信道的時(shí)域模型，獲得信道頻率響應(yīng)，并對(duì)信道進(jìn)行均衡處理，得到每個(gè)子載波信道頻率響應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)裝置，包括斜率矩陣生成模塊，用于利用同一子載波上相繼接收的兩個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的斜率矩陣；截距矩陣生成模塊，用于利用消除了所述斜率矩陣的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的截距矩陣；模型生成模塊，用于根據(jù)所述斜率矩陣和所述截距矩陣，確定用于信道估計(jì)的多徑信道的時(shí)域模型。
進(jìn)一步地，所述多徑信道的時(shí)域模型通過(guò)下式確定h(n，l) = C11 _ n + C12其中，n表示符號(hào)，0 < I < L，L為可分辨多徑的數(shù)目，符號(hào)n的時(shí)域模型包括L個(gè)斜率c；組成的斜率矩陣&和L個(gè)截距4組成的截距矩陣&。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提供了一種線性信道建模的方法，而且通過(guò)信道在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)線性變化的情況下，采用了 ICI消除聯(lián)合信道估計(jì)的方法，在準(zhǔn)確獲取每個(gè)子載波信道響應(yīng)的同時(shí)又可以有效的消除ICI。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的在歸一化多普勒小于0. I時(shí)，信道隨時(shí)間線性變化示 意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的OFDM導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)裝置。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法流程圖，如圖I所示。本實(shí)施例中，首先對(duì)線性時(shí)變的多徑信道時(shí)域模型的特性進(jìn)行描述，然后基于所述模型對(duì)本發(fā)明的ICI消除聯(lián)合信道估計(jì)方法進(jìn)行描述。本發(fā)明利用當(dāng)歸一化多普勒頻偏fN < 0. I時(shí)，時(shí)變多徑信道的多徑信道抽頭在一個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)滿足呈線性變化的條件進(jìn)行線性信道建模，如圖2所示，變換后可得信道變化參數(shù)中斜率和截距的表達(dá)式，即當(dāng)多徑信道可建模成為線性時(shí)變信道，且接收端可獲取信道可分辨多徑數(shù)目L時(shí)，多徑信道的時(shí)域模型可寫成/= cj _ + 4，其中，c丨和4是當(dāng)前符號(hào)抽頭變化的斜率和截距。而多徑信道的頻域可以寫成
權(quán)利要求
1.一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法，其特征在于，包括 A)利用同一子載波上相繼接收的兩個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的斜率矩陣； B)利用消除了所述斜率矩陣的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的截距矩陣； C)根據(jù)所述斜率矩陣和所述截距矩陣，確定用于信道估計(jì)的多徑信道的時(shí)域模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟A)具體為 將同一子載波P上相繼接收的符號(hào)n的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)V和符號(hào)n+1的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算，得到差值; 利用所述差值Yl1-Y:，得到多徑信道的斜率矩陣
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法，其特征在于，若本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp采用二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制，則所述通過(guò)下式確定
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟B)具體為 將信道頻響中包含G的部分與本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp做乘法運(yùn)算，并使用所述導(dǎo)頻數(shù)據(jù)r/與所述乘法運(yùn)算結(jié)果做減法運(yùn)算，得到消除C;的導(dǎo)頻數(shù)據(jù);利用所述，得到多徑信道的截距矩陣C2 =Fl-1 (Cliag(Sp))-1 Y^p。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，若本地導(dǎo)頻信號(hào)Sp采用二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制，則所述&通過(guò)下式確定C2=Fl-1Y^
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述多徑信道的時(shí)域模型通過(guò)下式確定
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述斜率矩陣和所述截距矩陣^還用于消除接收數(shù)據(jù)中的子載波干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 利用得到的多徑信道的時(shí)域模型，獲得信道頻率響應(yīng)，并對(duì)信道進(jìn)行均衡處理，得到每個(gè)子載波信道頻率響應(yīng)。
9.一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)裝置，其特征在于，包括 斜率矩陣生成模塊，用于利用同一子載波上相繼接收的兩個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的斜率矩陣； 截距矩陣生成模塊，用于利用消除了所述斜率矩陣的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的截距矩陣； 模型生成模塊，用于根據(jù)所述斜率矩陣和所述截距矩陣，確定用于信道估計(jì)的多徑信道的時(shí)域模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述多徑信道的時(shí)域模型通過(guò)下式確定 h(n, I) = C11 -n + cl2 其中，n表示符號(hào)，0 < I < L，L為可分辨多徑的數(shù)目，符號(hào)n的時(shí)域模型包括L個(gè)斜率c；組成的斜率矩陣&和L個(gè)截距4組成的截距矩陣&。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多符號(hào)子載波干擾消除聯(lián)合信道估計(jì)方法和裝置，方法包括利用同一子載波上相繼接收的兩個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的斜率矩陣；利用消除了所述斜率矩陣的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，得到多徑信道的截距矩陣；根據(jù)所述斜率矩陣和所述截距矩陣，確定用于信道估計(jì)的多徑信道的時(shí)域模型。本發(fā)明建立了多徑信道的時(shí)域模型，能夠準(zhǔn)確獲得每個(gè)子載波信道頻率響應(yīng)，并有效消除子載波間干擾。
文檔編號(hào)H04L25/02GK102780656SQ20111012103
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者劉留, 張學(xué)林, 李萍, 江海, 王海波, 秦洪峰, 邱家慧, 魏繼東 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司