一種改進的基于導頻的sim-ofdm的信道估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于導頻的SIM-OFDM的信道估 計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 0FDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)是一種無線通信 的高速傳輸技術(shù)，其基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解成許多低速率的子數(shù)據(jù)流，即將信 號分成許多正交的子載波，利用這些相互正交的子載波同時進行傳輸。該技術(shù)利用子載 波對數(shù)據(jù)進行調(diào)制，擴展了符號的脈沖寬度，可以有效地抵抗符號間干擾（Inter-Symbol Interference，ISI)，提高了對抗多徑衰落的性能。與傳統(tǒng)頻分復用（FDM)相比，OFDM不需 要專門的保護頻帶。雖然頻譜之間會有重疊，但是各個載波之間是相互正交的。根據(jù)正交 性原理可知，各個載波之間是不存在干擾的，從而大大提高了頻譜的利用率。
[0003] 近來，一種新的多載波通信方式--基于子載波索引調(diào)制（Subcarrier Index Modulation, SM)的OFDM系統(tǒng)被提出。對于SM-OFDM系統(tǒng)而言，除了增加了 S頂調(diào)制模塊 以外，其他的步驟和傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)并沒有任何差異。其中，最核心的SIM調(diào)制模塊采用 了子載波分塊的思想。首先將整個多載波連續(xù)地分成大小相同的多個子塊，每個子塊中通 過索引比特來選擇其中若干個子載波（稱之為激活子載波）來發(fā)送數(shù)據(jù)，而其余的子載波 不發(fā)送數(shù)據(jù)（稱之為靜默子載波）。由于索引比特本身并不發(fā)送，而是隱含在激活子載波的 位置信息中的，所以索引比特并不占用頻譜資源。在接收端，通過激活子載波的位置就可以 獲得索引比特的信息。
[0004] 現(xiàn)有的SM-OFDM與傳統(tǒng)的OFDM通信方法相比，有著諸多優(yōu)點，例如SM-OFDM系 統(tǒng)峰值平均功率比更小、對抗子載波間干擾性能更好、誤碼率更低等，通過選擇不同的功率 分配策略還可以節(jié)約發(fā)射機能量。缺點是由于采用了分塊的方式，SIM-OFDM系統(tǒng)無法像 OFDM系統(tǒng)中一樣，簡單地在固定的位置上插入導頻以完成信道估計。SM-OFDM系統(tǒng)中，若 在每個塊中的固定位置插入導頻，又會產(chǎn)生浪費頻譜資源的問題，失掉其本身的優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有SIM-OFDM通信方法信道估計實施困難的技術(shù)問題，提出了一 種在靜默子載波上插入任意能量導頻序列來完成信道估計的方法。從而使得既保留了 SIM-OFDM系統(tǒng)本身的優(yōu)勢，又可以利用導頻進行信道估計。
[0006] 本發(fā)明的一種改進的基于導頻的SIM-OFDM的信道估計方法，包括下列步驟： [0007] 發(fā)送端：
[0008] 步驟1-1 :對系統(tǒng)的子載波進行分塊處理，得到g = N/n個子塊，其中N表示系統(tǒng) 的子載波總個數(shù)，η表示每個子塊的子載波個數(shù)，并確定系統(tǒng)的激活子載波；
[0009] 步驟1-2 :對系統(tǒng)的每個子塊，由激活子載波攜帶發(fā)送數(shù)據(jù)，靜默子載波攜帶導頻 數(shù)據(jù)，且每個子塊中的導頻數(shù)據(jù)均相同；
[0010] 接收端：
【主權(quán)項】
1. 一種改進的基于導頻的SIM-OFDM的信道估計方法，其特征在于，包括下列步驟： 發(fā)送端： 步驟1-1 :對系統(tǒng)的子載波進行分塊處理，得到g=N/n個子塊，其中N表示系統(tǒng)的子 載波總個數(shù)，n表示每個子塊的子載波個數(shù)，并確定系統(tǒng)的激活子載波； 步驟1-2 :對系統(tǒng)的每個子塊，由激活子載波攜帶發(fā)送數(shù)據(jù)，靜默子載波攜帶導頻數(shù) 據(jù)，且每個子塊中的導頻數(shù)據(jù)均相同； 接收端： 步驟2-1 :初始信道估計： 對m個接收信號乙求平均得到平均信號
，其中r= 1，2,. . .，m， m$ 1/floppier'fd_lCT表示多普勒頻率； 根據(jù)公式
得到預(yù)處理接收信號f，其中k表示系統(tǒng)的每個子塊的激活子載 波個數(shù)，將導頻數(shù)據(jù)P=[PiP2…Pg]T擴展至與預(yù)處理接收信號f的維數(shù)相同，得到擴展 導頻矩陣
，其中i= 1，2,…，g，j= 1，2,…，11，用Pi表示導頻數(shù)據(jù)P中的每個元 素，則矩陣#中各元素t的取值為斤，=€ ; 根據(jù)公式
得到平均信道頻域響應(yīng)#，由平均信道頻域響應(yīng)/7得到m個接收信號 的信道估計值
，其中&.=冷，r= 1，2,. . .，m; 步驟2-2 :導頻位置判斷： 基于信道估計值#對接收信號Y=[YiY2…YJ進行均衡處理得到均衡信號
采用與發(fā)送端相同的分塊方式，將各均衡信號I,分成g個子塊，每個子塊包含n個子 載波，其中r= 1，2,. ..，m; 分別計算均衡信號尤.的每個子塊中n個子載波上的數(shù)據(jù)與當前子塊對應(yīng)的導頻數(shù)據(jù) 之間的歐式距離，查找歐式距離最小的n-k個子載波位置作為當前子塊的導頻位置，由g個 子塊的導頻位置構(gòu)成導頻位置集合L，由m個導頻位置集合L得到導頻位置集合L，基于導 頻位置集合L獲取導頻位置處的頻域接收信號Yp=[YyYp，2…YP，J; 步驟2-3 :更新信道估計值泠：基于導頻位置處的頻域接收信號YP、導頻位置集合L和 導頻數(shù)據(jù)P進行信道估計，得到更新后的信道估計值//。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，重復執(zhí)行步驟2-2和2-3,直到重復次數(shù)大 于或等于預(yù)設(shè)閾值T。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)閾值T的取值范圍為1~3。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟2-2中所述的均衡處理方法為：破 零均衡方法或線性最小均方誤差均衡方法。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟2-3所述信道估計方法為：線性最 小二乘估計方法或線性最小均方誤差估計方法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進的基于導頻的SIM-OFDM的信道估計方法，屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明針對現(xiàn)有SIM-OFDM通信方法信道估計實施困難的技術(shù)問題，提出了一種在靜默子載波上插入導頻序列來完成信道估計的方法：發(fā)送端在靜默子載波上插入任意能量的導頻序列；接收端對多個接收信號進行統(tǒng)一處理，根據(jù)公式得到平均信道頻域響應(yīng)，基于得到多個接收信號的初步信道估計值，再基于當前信道估計值對接收信號做均衡處理后再進行導頻位置檢測，從而基于導頻位置、導頻數(shù)據(jù)和導頻位置處的頻域接收信號對信道估計進行更新。本發(fā)明用于SIM-OFDM系統(tǒng)的信道估計及對頻域接收信號的數(shù)據(jù)解調(diào)，既保留了SIM-OFDM系統(tǒng)本身的優(yōu)勢，又可以利用導頻進行信道估計，為最終的檢測算法提供依據(jù)。
【IPC分類】H04L27-26, H04L25-02
【公開號】CN104780130
【申請?zhí)枴緾N201510201981
【發(fā)明人】但黎琳, 彭雨晨, 馬千里, 孫兆杰, 肖悅, 郭萬曹
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月27日