基于基擴(kuò)展模型的ofdm系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法
【專利摘要】基于基擴(kuò)展模型的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法，屬于無線與移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】。具體包括以下步驟：發(fā)送端發(fā)送OFDM信號、接收端信道建模、初始化、估計(jì)基擴(kuò)展模型系數(shù)、信道均衡與信號檢測、迭代、輸出。接收端信道建模對接收端頻域信號進(jìn)行干擾和有用信息的分離，初始化假設(shè)無循環(huán)前綴限制，估計(jì)出基擴(kuò)展模型系數(shù)并且檢測得到當(dāng)前發(fā)送數(shù)據(jù)符號，通過迭代求出符號間干擾頻響以及循環(huán)前綴重構(gòu)部分的頻響，進(jìn)而消除符號間干擾帶來的影響。本發(fā)明提出的估計(jì)方法，一方面，可以估計(jì)時(shí)變性明顯的信道，又能有效地消除多徑時(shí)延引入的符號間干擾，完成對雙選信道下OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)以及信號檢測，提高系統(tǒng)性能。
【專利說明】基于基擴(kuò)展模型的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線與移動通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙選信道下基于基擴(kuò)展模型循環(huán)前綴缺失的OFDM系統(tǒng)聯(lián)合信道估計(jì)與信號檢測算法，從頻域角度出發(fā)，通過迭代進(jìn)行符號間干擾消除和循環(huán)前綴的重構(gòu)，很大程度上克服循環(huán)前綴缺失帶來的符號間干擾影響，進(jìn)而到達(dá)理想的信道估計(jì)與信號檢測性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在地面超高速移動環(huán)境中，信道快時(shí)變引起載波間干擾(Inter-CarrierInterference, ICI)和多徑效應(yīng)帶來的符號間干擾(Inter-Symbol Interference, ISI)會破壞OFDM系統(tǒng)的傳輸特性，造成系統(tǒng)性能的迅速惡化。因此，在這樣挑戰(zhàn)下如何利用梳狀導(dǎo)頻進(jìn)行有效的信道估計(jì)，提高系統(tǒng)抗干擾能力是未來無線通信傳輸系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。
[0003]面對信道快時(shí)變引起載波間干擾(Inter-Carrier Interference, ICI)問題，當(dāng)信道的歸一化最大多普勒頻移大于20%時(shí)，信道的每個(gè)可分離徑上待估參數(shù)是一個(gè)OFDM符號的長度，即使信道只有一條可分離徑，如果要估計(jì)單徑的快變信道，也需要OFDM系統(tǒng)發(fā)端全部子載波都是導(dǎo)頻，因此我們必須采用一種模型來等效快變信道?；鶖U(kuò)展模型BEM (BasisExpansion Model)用相互正交的基函數(shù)逼近信道,使信道的每個(gè)可分離徑上的待估計(jì)參數(shù)從一個(gè)OFDM符號的長度減小到基函數(shù)的個(gè)數(shù)，從而使估計(jì)參量大大減少。技術(shù)文獻(xiàn)I(K.A.D.Teo and S.0hno, Optimal MMSE finite parameter model for doubly-selectivechannels[C], in IEEE Global Telecommunications Conference, 2005.GLOBECOM’05.，2005,6(5):3502 - 3507)采用 DKL-BEM(Discrete Karhuen-Loeve BEM)來近似時(shí)變信道，這種模型利用信道的統(tǒng)計(jì)特性構(gòu)造BEM基，把信道自相關(guān)函數(shù)的主特征向量作為基函數(shù)向量，這種模型具有較好的估計(jì)效果，但需要明確知道信道的統(tǒng)計(jì)特性。
[0004]面對信道多徑效應(yīng)帶來的符號間干擾(Inter-Symbol Interference, ISI)問題，技術(shù)文獻(xiàn) 2 (Dukhyun Kim; Stuber, G.L.Residual ISI cancellation for OFDM withapplication to HDTV broadcasting, IEEE Trans.Commun., vol.16, n0.8, pp.1590-1599，Oct.1998;及 Cheol-Jin Park;G1-Hong Im;Efficient Cyclic Prefix Reconstructionfor Coded OFDM Systems, IEEE Commun.lett., vol.8, n0.5, pp.274-276, May.2004)把其轉(zhuǎn)化為無循環(huán)前綴保護(hù)的OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。殘余符號間干擾消除算法(Residual ISIcancellation, RISIC)和循環(huán)前綴重構(gòu)(Cyclic Prefix Reconstruction, CPR)算法能夠有效的消除符號間干擾，達(dá)到對OFDM符號的有效檢測。但是該方法是假設(shè)信道是慢變的情況下實(shí)現(xiàn)的。
[0005]以上可知，利用基擴(kuò)展模型對快時(shí)變信道建模，可以有效地跟蹤信道的時(shí)變性，而基于有效的符號間干擾消除和循環(huán)前綴的重構(gòu)可以克服信道多徑帶來的ISI，但當(dāng)信道呈現(xiàn)雙選特性，也就是兩者兼顧出現(xiàn)時(shí)，如何進(jìn)行OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)與信號檢測，至今還鮮有文獻(xiàn)討論，本發(fā)明就是基于此展開的。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有利用基擴(kuò)展模型估計(jì)快變信道技術(shù)在向循環(huán)前綴缺失的OFDM系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)存在的問題，提出的一種基于基擴(kuò)展模型的雙選信道和信號前綴缺失情況下OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]基于基擴(kuò)展模型的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法，如圖3、4所示，包括如下步驟:
[0009]步驟一:設(shè)當(dāng)前OFDM系統(tǒng)發(fā)送端發(fā)送的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)混合的頻域OFDM符號為Xi,記為夕-其中N表示OFDM符號的長度，頻域OFDM符號Xi中一些確定位置的子載波分配導(dǎo)頻，其它為數(shù)據(jù)子載波；則發(fā)送端當(dāng)前發(fā)送的相應(yīng)時(shí)域OFDM符號Xi可記為X1 SJ ,且Xi=F11Xi，其中Fh表示N點(diǎn)的IFFT變換矩陣，i表示第i個(gè)OFDM符號，即OFDM符號的索引號；
[0010]步驟二:假設(shè)時(shí)域OFDM符號Xi經(jīng)快時(shí)變和多徑效應(yīng)疊加的雙選信道后，接收端接收到的時(shí)域OFDM符號為y =[K.A…A J，
[0011]利用復(fù)指數(shù)基擴(kuò)展模型描述快時(shí)變和多徑效應(yīng)疊加的雙選信道h=[h0，hi，...，h1；…，hj ,其中Ii1=Dicu, h1；1,..., hn；1,..., hN_1；1]表示第I條徑?jīng)_激響應(yīng),如果用hq(l)表示信道第I條徑對應(yīng)的BEM系數(shù)，bq表示基函數(shù)，則有:
【權(quán)利要求】
1.基于基擴(kuò)展模型的OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)與信號檢測方法，包括如下步驟: 步驟一:設(shè)當(dāng)前OFDM系統(tǒng)發(fā)送端發(fā)送的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)混合的頻域OFDM符號為Xi,記為
【文檔編號】H04L25/02GK103441967SQ201310389937
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】雷霞, 曹海波, 宋陽, 羅陽, 陳曉 申請人:電子科技大學(xué)