一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的ofdm信道估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計(jì)方法，主要是對(duì)有色噪聲背景下的導(dǎo)頻選取，主要分為以下兩點(diǎn)：1.給出了最優(yōu)導(dǎo)頻能量的分布公式，并提出了譜導(dǎo)頻的概念；2.針對(duì)噪聲功率譜的估計(jì)算法，提出了利用求差獲取噪聲序列的方法。本發(fā)明是將新的導(dǎo)頻獲取方法應(yīng)用到實(shí)際信道估計(jì)中所提出了基于譜導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法，其估計(jì)過程分為以下三步：一、估計(jì)有色噪聲功率譜；二、按照功率譜設(shè)計(jì)導(dǎo)頻；三、根據(jù)接收到的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)。在有色噪聲背景下，本發(fā)明的基于譜導(dǎo)頻的方法比傳統(tǒng)方法要擁有更好的性能。
【專利說明】一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在OFDM系統(tǒng)中，信道估計(jì)的方法主要分為三大類:基于導(dǎo)頻的估計(jì)方法、盲估計(jì)方法以及兩者之間的半盲估計(jì)方法。
[0003]基于導(dǎo)頻的估計(jì)方法，即是利用頻域信號(hào)中的已知導(dǎo)頻進(jìn)行估計(jì)的方法，其算法簡(jiǎn)單，也有著比較高的精度，是被普遍應(yīng)用的一類估計(jì)方法，但由于導(dǎo)頻占用了一定的傳輸帶寬，所以會(huì)一定程度地影響傳輸效率。
[0004]盲估計(jì)方法主要采用信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行信道估計(jì)，比如利用某些統(tǒng)計(jì)特性來估計(jì)信道。與基于導(dǎo)頻的估計(jì)方法相比，盲估計(jì)方法不占用發(fā)送資源，具有很高的傳輸效率，但其算法比較復(fù)雜，而且有時(shí)會(huì)存在相對(duì)較長(zhǎng)的收斂時(shí)間，因此盲估計(jì)方法在實(shí)踐中的應(yīng)用并不如前者廣泛。
[0005]半盲估計(jì)方法是在盲信道估計(jì)的基礎(chǔ)上利用訓(xùn)練序列或?qū)ьl信息來對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)的一類方法，是以上兩種方法的折中解決方案。其算法復(fù)雜度、收斂速度和傳輸效率介于盲估計(jì)方法和基于導(dǎo)頻的估計(jì)方法之間。
[0006]由于OFDM本身傳輸速率很高，而且多數(shù)處在錯(cuò)綜復(fù)雜的無線環(huán)境下，所以其對(duì)信道估計(jì)的精度有著比較嚴(yán)格的要求，一般來說，我們都會(huì)采用性能較好的基于導(dǎo)頻的方法來進(jìn)行信道估計(jì)。而現(xiàn)有的信道估計(jì)算法大多基于白背景噪聲這一假設(shè)，它們?cè)谟猩肼暠尘跋碌墓烙?jì)性能往往會(huì)有所降低，尤其當(dāng)有色噪聲譜幅度起伏較大時(shí)，這種性能的損失更加嚴(yán)重。因此基于有色噪聲背景下的信道估計(jì)技術(shù)有進(jìn)一步深入研究的價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計(jì)方法；是根據(jù)有色噪聲功率譜起伏較大的特點(diǎn)，使得導(dǎo)頻能量的包絡(luò)在一定程度上和有色噪聲功率譜的包絡(luò)相重合，以此來降低有色噪聲給估計(jì)性能帶來的不良影響。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案充分利用了有色噪聲功率譜分布不均勻的特性，對(duì)導(dǎo)頻的能量包絡(luò)進(jìn)行了重新的設(shè)計(jì)，使新設(shè)計(jì)原則下的導(dǎo)頻在有色噪聲背景下也能取得較好的性能，為了下文表述的方便，將符合新設(shè)計(jì)原則的導(dǎo)頻稱為譜導(dǎo)頻。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案主要包括以下處理步驟:
[0009]a)估計(jì)有色噪聲的功率譜；
[0010]b)按照以上估計(jì)出的功率譜進(jìn)行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)；
[0011]c)利用接收到的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)；
[0012]其中步驟b)的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)過程為:設(shè)已知有色噪聲的功率譜密度函數(shù)Sw(W);在塊狀導(dǎo)頻和慢變信道的前提下，取N個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)中的K個(gè)用于估計(jì)信道；K = L+1,L+1為信道抽頭數(shù)量，K個(gè)導(dǎo)頻足以用來估計(jì)信道，將其余導(dǎo)頻符號(hào)置為O，并設(shè)所有導(dǎo)頻符號(hào)的功率和恒定，
[0013]即
【權(quán)利要求】
1.一種有色噪聲背景下基于導(dǎo)頻的OFDM信道估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟: a)估計(jì)有色噪聲的功率譜； b)按照以上估計(jì)出的功率譜進(jìn)行導(dǎo)頻設(shè)計(jì)； c)利用接收到的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)； 其中步驟b)的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)過程為:設(shè)已知有色噪聲的功率譜密度函數(shù)Sw(W);在塊狀導(dǎo)頻和慢變信道的前提下，取N個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)中的K個(gè)用于估計(jì)信道；K = L+1,L+1為信道抽頭數(shù)量，K個(gè)導(dǎo)頻足以用來估計(jì)信道，將其余導(dǎo)頻符號(hào)置為0，并設(shè)所有導(dǎo)頻符號(hào)的功率和恒定， 即
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟a)，在進(jìn)行有色噪聲功率估計(jì)時(shí)，需要獲取用于估計(jì)的噪聲序列，再利用噪聲序列進(jìn)行噪聲功率譜估計(jì)；其中噪聲序列是采用求差算法獲取的，噪聲序列獲取過程為:發(fā)送若干個(gè)完全相同的OFDM符號(hào)，在符號(hào)接收端對(duì)接收到的OFDM符號(hào)之間兩兩求差，獲取噪聲序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在發(fā)送相同OFDM符號(hào)時(shí)，所述若干個(gè)OFDM符號(hào)全部處于慢時(shí)變信道環(huán)境中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述求差算法是利用了有色噪聲的統(tǒng)計(jì)特性和慢時(shí)變信道這兩個(gè)前提來獲取噪聲序列，其具體過程如下: 符號(hào)接收端收到兩個(gè)OFDM符號(hào)，其表達(dá)式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟c)利用接收到的導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)；是在導(dǎo)頻點(diǎn)使用最小二乘估計(jì)準(zhǔn)則，在數(shù)據(jù)點(diǎn)使用線性插值算法實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H04L27/26GK103957175SQ201410201823
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】戴憲華, 張程 申請(qǐng)人:廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院, 中山大學(xué)