專利名稱：一種用于限幅ofdm系統(tǒng)的信道估計方法
技術領域：
本發(fā)明屬通信技術領域，特別是涉及一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法。
背景技術：
多媒體傳感器網(wǎng)絡(WMSN)是一種新型的信息獲取和處理技術。與傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(WSN)相比，它更關注于音頻、視頻、圖像等大數(shù)據(jù)量、大信息量媒體的采集、處理與傳輸。故而低耗能、高速率的數(shù)據(jù)傳輸方式成為制約其發(fā)展的關鍵技術問題之一。作為一種高效的、廣泛應用的數(shù)據(jù)傳輸方式，OFDM適用于多媒體傳感器網(wǎng)絡。OFDM時域信號由多路相互獨立的、經(jīng)調(diào)制的子信號疊加而成，可能產(chǎn)生較大的峰均比(PAPR)。而大峰均比信號通過放大器的非線性區(qū)時，會產(chǎn)生信號畸變，導致系統(tǒng)性能下降。同時它還會降低功放效率， 造成能量浪費。目前已經(jīng)存在一些抑制信號峰均比的方法，其中限幅濾波最為常用。信號限幅會帶來非線性干擾和帶外輻射，造成系統(tǒng)的信道估計性能下降。針對此問題，目前公布的方法主要分為兩類基于判決反饋的迭代信道估計方法和基于導頻信息的迭代信道估計方法。其中，基于判決反饋的信道估計方法主要是針對帶狀導頻分布的 OFDM系統(tǒng)(

圖1)，其首先通過時域插值獲得初始信道估計，然后進行信道均衡，并判決得到數(shù)據(jù)符號。經(jīng)信號經(jīng)過限幅濾波后，估計出非線性失真信息，并反饋至信道估計模塊。判決得到的數(shù)據(jù)符號作為已知導頻序列，采用LS或者MMSE算法進行信道再估計。上述過程一直持續(xù)下去，直到迭代結束。而基于導頻信息的迭代信道估計方法主要是針對梳狀導頻分布的OFDM系統(tǒng)(圖幻，其首先通過LS或MMSE算法獲得導頻處的信道估計，并通過頻域插值算法內(nèi)插出所有子信道的信道響應。接收信號經(jīng)信道均衡后，送入判決器中進行符號判決。判決后的符號再次經(jīng)歷限幅濾波，進而估計出非線性失真信息，并將之反饋至信道估計單元，進入下次迭代過程。上述基于判決反饋方式的迭代估計算法收斂速度快，但帶來了錯誤擴散的風險，且不適用于時變信道環(huán)境。而基于導頻信息獲取初始估計的迭代估計算法， 避免了錯誤擴散，適用于時變信道環(huán)境，但其收斂速度慢，需要多次迭代才能接近極限值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種適用于限幅OFDM系統(tǒng)的迭代信道估計方法，解決梳狀導頻分布的OFDM系統(tǒng)中現(xiàn)有信道估計算法不能快速收斂的問題。該方法綜合了基于導頻信息的迭代估計方法和基于判決反饋的迭代估計方法兩者的優(yōu)點，利用導頻信息和歷史信道信息共同獲取信道估計值，并據(jù)此估計非線性噪聲信息，然后將該噪聲信息用于信道的再估計和信號再檢測。它既適用于時變信道環(huán)境，又避免了錯誤擴散，同時也克服了原有算法收斂速度慢的缺點。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，包括發(fā)送端信號處理方法和接收端信號處理方法，所述的發(fā)送端信號處理方法包括限幅濾波和低通濾波，發(fā)送信號通過所述的限幅濾波器會產(chǎn)生帶外輻射和帶內(nèi)干擾；其中，帶外輻射通過低通濾器后被濾除；而帶內(nèi)干擾包括幅度衰落和非線性噪聲干擾；所述的接收端信號處理方法為一個迭代過程，包括以下步驟A.幅度補償，補償由于限幅濾波造成的幅度衰落；B.導頻處信道估計，已知導頻序列為式，利用LS算法、匪SE算法或LMMSE算法計算得到導頻子載波處的信道估計值；C.頻域插值，利用DFT插值算法、線性插值算法或高階多項式插值算法內(nèi)插得到所有子信道的信道估計值；D.信道加權平均，將步驟C得到的信道估計值與歷史信道信息加權平均，得到當前的信道響應；E.信道均衡，根據(jù)步驟D得到的信道響應，均衡接收信號的多徑瑞利衰落，得到信號之；F.消除非線性失真，從均衡后的信號之中減去非線性失真信息辦；G.信號判決，對步驟F中補償后的信號進行判決，得到判決后的符號；H.重組OFDM符號，步驟G判決的數(shù)據(jù)符號與導頻序列重新組成符號t ；I.限幅濾波，將步驟H的符號變換至時域，進行限幅濾波，然后將之變換到頻域， 得到限幅后的信號之；J.估計非線性失真信息，
權利要求
1. 一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，包括發(fā)送端信號處理方法和接收端信號處理方法，其特征在于所述的發(fā)送端信號處理方法包括限幅濾波和低通濾波，發(fā)送信號通過所述的限幅濾波器會產(chǎn)生帶外輻射和帶內(nèi)干擾；其中，帶外輻射通過低通濾器后被濾除；而帶內(nèi)干擾包括幅度衰落和非線性噪聲干擾；所述的接收端信號處理方法為一個迭代過程，包括以下步驟A.幅度補償，補償由于限幅濾波造成的幅度衰落；B.導頻處信道估計，已知導頻序列為《，利用LS算法、MMSE算法或LMMSE算法計算得到導頻子載波處的信道估計值；C.頻域插值，利用DFT插值算法、線性插值算法或高階多項式插值算法內(nèi)插得到所有子信道的信道估計值；D.信道加權平均，將步驟C得到的信道估計值與歷史信道信息加權平均，得到當前的信道響應；E.信道均衡，根據(jù)步驟D得到的信道響應，均衡接收信號的多徑瑞利衰落，得到信號之；F.消除非線性失真，從均衡后的信號之中減去非線性失真信息辦；G.信號判決，對步驟F中補償后的信號進行判決，得到判決后的符號；H.重組OFDM符號，步驟G判決的數(shù)據(jù)符號與導頻序列重新組成符號f；I.限幅濾波，將步驟H的符號變換至時域，進行限幅濾波，然后將之變換到頻域，得到限幅后的信號之；J-估計非線性失真信息，^^ "《-t;K.更新導頻序列，從步驟I的信號之中抽取導頻位置的信息，得到限幅后的導頻序列。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的發(fā)送端信號處理位于OFDM系統(tǒng)發(fā)射機的IFFT變換模塊之后，加入循環(huán)前綴模塊之前。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的限幅濾波，如果輸入信號的幅度超過A，則設置輸出信號的幅度為A，相位保持不變；如果信號的幅度不超過A，則輸出信號幅度和相位均保持不變。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的接收端信號處理位于OFDM系統(tǒng)接收機的FFT變換模塊之后。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的步驟B中導頻處信道估計，若迭代計數(shù)器為初始迭代，則導頻序列《為原始導頻序列；否則，《為上次迭代時步驟K所述導頻序列。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的步驟D所述歷史信道信息，若當前符號為數(shù)據(jù)幀的首符號，則歷史信道信息為0 ；否則，歷史信道信息是指當前OFDM符號之前的所有或者部分信道響應。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的步驟F所述非線性失真信息，若為初始迭代，則其值為0 ；否則，該信息為上次迭代時步驟 J所述非線性失真信息。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，其特征在于所述的信道響應，是指所述迭代估計算法估計的歷史信道響應。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，該方法綜合運用導頻信息和歷史信道信息獲取當前信道響應，提高了迭代算法的收斂速度。其首先對接收信號進行幅度補償，然后通過LS或MMSE算法獲得導頻處的信道信息，并內(nèi)插出所有子信道的信道估計值。該信道估計值與歷史信道信息加權平均得到當前信道的響應，然后將該響應用于均衡信道衰落。判決得到的符號再次經(jīng)過限幅濾波，進而估計出非線性噪聲信息，并將該噪聲信息用于信道的再估計和信號檢測。本發(fā)明既適用于時變信道環(huán)境，又避免了錯誤擴散，同時克服了原有方法收斂速度慢的缺點。
文檔編號H04L25/02GK102364902SQ20111029979
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月8日
發(fā)明者付耀先, 周磊磊, 汪明亮, 解永生 申請人:中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所