專利名稱：一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)信道估計方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)，特別是涉及一種正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)信道估計 方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，OFDM技術(shù)成為在實現(xiàn)中極具吸引力的多載波技術(shù)。OFDM技術(shù)將高速的數(shù)據(jù) 流調(diào)制為頻譜交疊的多個并行低速數(shù)據(jù)流發(fā)送。由于OFDM符號周期顯著增加，因此提高了 OFDM技術(shù)抗多徑時延的能力，通過在OFDM符號的前端增加循環(huán)前綴(CP)，完全消除了由多 徑時延引起的符號間干擾，簡化了接收端均衡器的負(fù)擔(dān)。為了達(dá)到高速率的數(shù)據(jù)傳輸，需要在OFDM系統(tǒng)中使用多幅度、多相位的調(diào)制方 式，常采用正交幅度調(diào)制(QAM)Jfi^n 16QAM和64QAM等。在此情況下，為了保證系統(tǒng)的性能 不受信道多徑和衰落效應(yīng)的影響，就需要采用信道估計的方法來跟蹤信道響應(yīng)的變化。由 于導(dǎo)頻符號輔助的信道估計算法性能優(yōu)越，因此目前大多數(shù)的基于OFDM技術(shù)的系統(tǒng)采用 了導(dǎo)頻符號輔助的信道估計方案。根據(jù)處理域的不同，OFDM信道估計有時域和頻域之分， 前者估計出信道脈沖響應(yīng)；而后者估計出信道頻率響應(yīng)。目前常用的基于OFDM系統(tǒng)的導(dǎo)頻設(shè)計采用的是塊狀導(dǎo)頻模式，即導(dǎo)頻子載波在 時域以一定的周期插入到所有的OFDM的子載波中，其中通過碼分復(fù)用(CDM)方式實現(xiàn)導(dǎo)頻 的正交性。也就是說，不同的參考信號在相同的子載波上發(fā)送，但采用不同的正交碼?？梢?采用一個恒包絡(luò)零自相關(guān)(CAZAC)序列的不同循環(huán)移位來實現(xiàn)正交的導(dǎo)頻信號。對于使用 相同時頻資源的不同用戶就可以采用此種正交導(dǎo)頻來進(jìn)行導(dǎo)頻設(shè)計。常用的長期演進(jìn)公開 協(xié)議8(R8LTE)的物理上行控制信道(PUCCH)和物理上行共享信道(PUSCH)的多用戶解調(diào) 導(dǎo)頻信號復(fù)用就是采用此種設(shè)計。圖1為現(xiàn)有OFDM系統(tǒng)的信道估計方法的流程圖。對于多個用戶使用相同時頻資 源的CDM方式的OFDM系統(tǒng)，例如對于R8LTE的上行多用戶多輸入多輸出(MIMO)的OFDM系 統(tǒng)，如圖1所示，信道估計方法包括以下步驟步驟101，獲得接收信號導(dǎo)頻位置信道頻域參數(shù)。從接收天線取出導(dǎo)頻信號，將接收的導(dǎo)頻信號與發(fā)送的沒有移位的CAZAC序列進(jìn) 行最小二乘(LS)估計，獲得導(dǎo)頻處的頻域信道估計。這個頻域信道估計是多用戶的頻域信 道估計的疊加。步驟102，提取每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計值。因為R8LTE的上行多用戶MIMO發(fā)送的不同用戶的導(dǎo)頻使用的是同一個CAZAC序 列的不同的循環(huán)位移版本，所以信道沖擊響應(yīng)在時域上的響應(yīng)延遲不同，因此可以根據(jù)不 同的循環(huán)位移值來取出不同用戶的時域信道估計值。步驟103，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理。在步驟103中， 可以采用多種時域濾波算法對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行降噪處理。步驟104，對濾波后的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行離散傅里葉變換(DFT)或者快速傅里葉變換(FFT)，獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計。 步驟105，對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計結(jié)果進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道 估計結(jié)果。根據(jù)圖1所示的現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)的信道估計方法，由于現(xiàn)有方法是先在頻域上估 計出所有復(fù)用用戶的導(dǎo)頻處的信道估計值的疊加，然后再變換到時域上提取出各個用戶的 導(dǎo)頻處的時域信道估計，那么對于多用戶系統(tǒng)來說，如果系統(tǒng)沒有達(dá)到嚴(yán)格同步，則將頻域 中所有用戶的信道估計疊加轉(zhuǎn)換到時域中提取時，無法準(zhǔn)確地對準(zhǔn)每個用戶的時域序列起 始點，因此現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)信道估計方法準(zhǔn)確性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種OFDM系統(tǒng)信道估計方法，采用該方法能夠提高信道估計的準(zhǔn)確度。本發(fā)明還提供了一種OFDM系統(tǒng)信道估計裝置，采用該裝置能夠提高信道估計的 準(zhǔn)確度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)信道估計方法，包括對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的多用戶時域?qū)ьl信號；對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信 號；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得 到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計；對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，得到每個用戶導(dǎo)頻處的頻域 信道估計；對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，得到數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。所述得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計之后，該方法進(jìn)一步包括對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理；則所述對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，包括對時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換。所述逆傅里葉變換為逆離散傅里葉變換IDFT，所述傅里葉變換為離散傅里葉變換 DFT ；或者，所述逆傅里葉變換為快速傅里葉逆變換IFFT，所述傅里葉變換為快速傅里葉變換 FFT。所述根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到 每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，包括對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號
yc(n)；根據(jù)h丨n)(k)= ￡pSn)(m)(y(n)(m + k))H k e [Ο,Ν -1]計算得到第 η 根天線
m=0第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計h/n)；其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長度，Cn)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置。所述根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到 每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，包括對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號
［００３６］根據(jù)<formula>formula see original document page 7</formula>，計
算得到第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計hi(n)；其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長 度，hi(n)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置，L為時域信道估計的長度。所述時域信道估計的長度L為<formula>formula see original document page 7</formula>其中，N。表示系統(tǒng)的有用子載波個數(shù)，Lcp表示系統(tǒng)設(shè)計的循環(huán)前綴CP的長度，α 為調(diào)整參數(shù)，且α e (0，1]。本發(fā)明還公開了一種正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)信道估計裝置，該裝置包括逆傅里 葉變換單元、互相關(guān)單元、傅里葉變換單元和插值單元；所述逆傅里葉變換單元，用于對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接 收的多用戶時域?qū)ьl信號，并對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用 戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號，將接收的多用戶時域?qū)ьl信號和每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號發(fā) 送給互相關(guān)單元；所述互相關(guān)單元，用于接收來自逆傅里葉變換單元的每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信 號與接收的多用戶時域?qū)ьl信號，根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域 導(dǎo)頻信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計并發(fā)送給傅里葉變換單元；所述傅里葉變換單元，用于接收來自互相關(guān)單元的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估 計，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道 估計并發(fā)送給插值單元；所述插值單元，用于接收來自傅里葉變換單元的每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估 計，對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。該裝置進(jìn)一步包括濾波器單元；所述互相關(guān)單元，進(jìn)一步用于將得到的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計發(fā)送給濾 波器單元；
所述濾波器單元，用于接收來自互相關(guān)單元的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計， 對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理，將時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻 處的時域信道估計發(fā)送給傅里葉變換單元；所述傅里葉變換單元，進(jìn)一步用于接收來自濾波器單元的時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計。所述互相關(guān)單元根據(jù)接收的時域?qū)ьl信號，對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列 y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與周期信號y。(n)，采用下式進(jìn)行互相關(guān)，得到 每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計h;n) (k) = γ pjn) (m)(y:n) (m + k))H ke
m=0其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長 度，Cn)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置。所述互相關(guān)單元根據(jù)接收的時域?qū)ьl信號，對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列 y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與周期信號y。(n)，采用下式進(jìn)行互相關(guān)，得到 每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計
r N-Ih|n)(k)= ^j0
、0ke[L，N-L-l]其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長 度，Cn)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置，L為時域信道估計的長度，
γ π TNLCPL = QT--^
Nc其中，N。表示系統(tǒng)的有用子載波個數(shù)，Lcp表示系統(tǒng)設(shè)計的循環(huán)前綴CP的長度，α 為調(diào)整參數(shù)，且α e (0，1]。根據(jù)以上發(fā)明內(nèi)容可見，本發(fā)明提出的信道估計方法直接在時域中對每個用戶發(fā) 送的導(dǎo)頻信號和接收的多用戶導(dǎo)頻信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估 計，再將其轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行插值獲得最終的信道估計結(jié)果。因為直接在時域中通過互相關(guān) 得到每個用戶的導(dǎo)頻處的時域信道估計，不必先在頻域中計算所有用戶疊加的信道估計， 再回到時域中針對每個用戶逐個進(jìn)行提取，因此即使多用戶系統(tǒng)的同步性能不佳，也能夠 直接在時域中根據(jù)每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號得到導(dǎo)頻處的時域信道估計，因此提高了 OFDM 系統(tǒng)信道估計的準(zhǔn)確度。


圖1為現(xiàn)有OFDM系統(tǒng)的信道估計方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例的OFDM系統(tǒng)的信道估計方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例的OFDM系統(tǒng)的信道估計裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的基本思想是，直接在時域根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多 用戶時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，然后再將其轉(zhuǎn)換到 頻域進(jìn)行插值，得到最終的信道估計結(jié)果。圖2為本發(fā)明實施例的OFDM系統(tǒng)的信道估計方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明 實施例的OFDM系統(tǒng)的信道估計方法包括以下步驟。步驟201，對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的多用戶時域?qū)ьl 信號；對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號； 根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用 戶導(dǎo)頻處的時域信道估計。在步驟201中，從接收天線接收的信號中取出導(dǎo)頻信號，對該導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅 里葉變換，得到的接收的多用戶時域?qū)ьl信號，該接收的多用戶時域?qū)ьl信號是每一個用 戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號的疊加。并且，在此步驟中，逆傅里葉變換可以采用逆離散傅里葉變換(IDFT)或者逆快速 傅里葉變換(IFFT)。以下對步驟201中根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl 信號進(jìn)行互相關(guān)的一個具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。以第η根天線表示接收天線，從第η根天線接收的信號中提取出導(dǎo)頻信號，將該導(dǎo) 頻信號的時域序列表示為y(n)，y(n)的第k個分量為y(n) (k)，其中0彡k彡N-I, N為導(dǎo)頻信 號的時域序列的長度。以第η根天線的第i個用戶為例進(jìn)行說明，將第η根天線的第i個用戶發(fā)送的導(dǎo) 頻信號的時域序列表示為Pi(n)，Pi ω的第k個分量為？產(chǎn))(10，其中0彡1^彡^1，N為導(dǎo)頻 信號的時域序列的長度。首先，將y(n)做周期為N的周期延拓，將得到的周期信號表示為y。(n)，yc(n)的第k個 分量為y。(n) (k) (_ c 彡k彡+①)。然后，將Pi(n)與y。(n)做互相關(guān)，可以得到第η根天線第 i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計、ω的第k個分量h^) (k)。上述互相關(guān)的計算公式是<formula>formula see original document page 9</formula>
其中，H表示共軛轉(zhuǎn)置，即Hermit轉(zhuǎn)置。進(jìn)一步，在步驟201的上述互相關(guān)操作中，由于時域信道估計的長度通常小于導(dǎo) 頻信號的時域序列的長度，所以，如果以L表示時域信道估計的長度，則步驟201中只需要<formula>formula see original document page 10</formula>
采用上述只計算2L個分量的互相關(guān)方法，能夠進(jìn)一步地簡化計算，從而在提高了 信道估計準(zhǔn)確度的同時減小信道估計的運算復(fù)雜度。其中，時域信道估計的長度L可以由循環(huán)前綴(CP)的長度計算。以N。表示系統(tǒng) 的有用子載波個數(shù)，Lcp表示系統(tǒng)設(shè)計的CP的長度，則L的計算方法為
NLcdL = a-L
Nc其中，α為調(diào)整參數(shù)，且α e (0,1], α的具體數(shù)值可以根據(jù)實際的信道環(huán)境設(shè)定。步驟202，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理。本發(fā)明實施例中的步驟202與現(xiàn)有的信道估計方法中的步驟103相同，可以采用 現(xiàn)有的各種時域濾波算法對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波，其目的在于去 除噪聲，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行降噪處理。對于信噪比條件較好的網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境，可以不進(jìn)行步驟202，在步驟201之后直接執(zhí)行步驟203。步驟203，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，獲得每個用戶導(dǎo)頻 處的頻域信道估計。本發(fā)明實施例中的步驟203與現(xiàn)有的信道估計方法中的步驟104相同。在步驟 203中，傅里葉變換可以采用DFT或者FFT。如果在步驟201中，逆傅里葉變換采用IDFT，則 相應(yīng)地，在步驟203中，傅里葉變換采用DFT ；如果在步驟201中，逆傅里葉變換采用IFFT， 則相應(yīng)地，在步驟203中，傅里葉變換采用FFT。步驟204，對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。本發(fā)明實施例中的步驟204與現(xiàn)有的信道估計方法中的步驟105相同。以上以一個具體實施例介紹了本發(fā)明提出的信道估計方法，下面舉出另一個具體 實施例，對本發(fā)明提出的信道估計裝置進(jìn)行說明，該裝置采用上述信道估計方法。圖3為本發(fā)明實施例的OFDM系統(tǒng)的信道估計裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，信 道估計裝置至少包括逆傅里葉變換單元301、互相關(guān)單元302、傅里葉變換單元304和插值 單元305，還可以進(jìn)一步包括濾波器單元303。逆傅里葉變換單元301對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的多 用戶時域?qū)ьl信號，并對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā)送 的時域?qū)ьl信號，將接收的多用戶時域?qū)ьl信號和每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號發(fā)送給互 相關(guān)單元302。
互相關(guān)單元302接收來自逆傅里葉變換單元301的每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號 與接收的多用戶時域?qū)ьl信號，根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)?頻信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計并發(fā)送給濾波器單元303?；ハ嚓P(guān)單元302根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號進(jìn)行 互相關(guān)，對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號 y。(n)，采用下式進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計
<formula>formula see original document page 11</formula>其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長 度，Cn)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置?；蛘?，互相關(guān)單元302根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號 進(jìn)行互相關(guān)還可以采用下式完成
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長 度，Cn)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶 發(fā)送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置。L表示時域信道估計的長度，L的計算方法是
<formula>formula see original document page 11</formula>其中，N。表示系統(tǒng)的有用子載波個數(shù)，1^表示系統(tǒng)設(shè)計的CP的長度，α為調(diào)整參 數(shù)，且 α e (0，1]。濾波器單元303接收來自互相關(guān)單元302的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，對 每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理，將時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻處 的時域信道估計發(fā)送給傅里葉變換單元304。傅里葉變換單元304接收來自濾波器單元303的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估 計，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道 估計并發(fā)送給插值單元305。插值單元305接收來自傅里葉變換單元304的每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計， 對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。上述濾波器單元303的作用是對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行降噪處理， 對于信噪比條件較好的系統(tǒng)，信道估計裝置中可以不包含濾波器單元303，而只包含逆傅里 葉變換單元301、互相關(guān)單元302、傅里葉變換單元304和插值單元305。則在此情況下，互相 關(guān)單元302得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計后，將其直接發(fā)送給傅里葉變換單元304，傅里葉變換單元304直接從互相關(guān)單元302接收每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計。根據(jù)以上具體實施方式
可見，本發(fā)明提出的信道估計方法直接在時域中對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號和接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計， 再將其轉(zhuǎn)換到頻域獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計，從而進(jìn)行插值獲得最終的信道估 計結(jié)果。因為直接通過時域互相關(guān)得到每個用戶的導(dǎo)頻處的時域信道估計，所以不必像現(xiàn) 有的信道估計方法中那樣先計算所有用戶疊加的信道估計，再針對每個用戶逐個進(jìn)行提 取，因此即使多用戶系統(tǒng)的同步出現(xiàn)偏差時，也能夠直接在時域中根據(jù)每個用戶發(fā)送的導(dǎo) 頻信號得到導(dǎo)頻處的時域信道估計，因此提高了 OFDM系統(tǒng)信道估計的準(zhǔn)確度。并且，根據(jù) 時域信道估計的長度確定互相關(guān)的計算量，減小了信道估計的運算復(fù)雜度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)信道估計方法，其特征在于，包括對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的多用戶時域?qū)ьl信號；對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計；對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，得到每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計；對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，得到數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計之后，該方法進(jìn)一步包括 對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理； 則所述對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，包括 對時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述逆傅里葉變換為逆離散傅里葉變換IDFT，所述傅里葉變換為離散傅里葉變換DFT ；或者，所述逆傅里葉變換為快速傅里葉逆變換IFFT，所述傅里葉變換為快速傅里葉變換FFT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個 用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，包括對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)h丨n)(k)=∑pi(n)(m)(yc(n)(m + k))Hk ∈
計算得到第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計比(n)；其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長度， hi(n)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶發(fā) 送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道估計方法，其特征在于，所述根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個 用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，包括對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)們 <formula>formula see original document page 2</formula>到第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計、(η)；其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長度， hi(n)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶發(fā) 送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置，L為時域信道估計的長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信道估計方法，其特征在于，所述時域信道估計的長度L為<formula>formula see original document page 3</formula>其中，N。表示系統(tǒng)的有用子載波個數(shù)，L。p表示系統(tǒng)設(shè)計的循環(huán)前綴CP的長度，α為調(diào) 整參數(shù)，且α e (0，1]。
7.一種正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)信道估計裝置，其特征在于，該裝置包括逆傅里葉變 換單元、互相關(guān)單元、傅里葉變換單元和插值單元；所述逆傅里葉變換單元，用于對天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的 多用戶時域?qū)ьl信號，并對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā) 送的時域?qū)ьl信號，將接收的多用戶時域?qū)ьl信號和每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號發(fā)送給 互相關(guān)單元；所述互相關(guān)單元，用于接收來自逆傅里葉變換單元的每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與 接收的多用戶時域?qū)ьl信號，根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl 信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計并發(fā)送給傅里葉變換單元；所述傅里葉變換單元，用于接收來自互相關(guān)單元的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計， 對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計 并發(fā)送給插值單元；所述插值單元，用于接收來自傅里葉變換單元的每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計，對 每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信道估計裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括濾波器單元；所述互相關(guān)單元，進(jìn)一步用于將得到的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計發(fā)送給濾波器 單元；所述濾波器單元，用于接收來自互相關(guān)單元的每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，對每 個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行時域濾波處理，將時域濾波處理后的每個用戶導(dǎo)頻處的 時域信道估計發(fā)送給傅里葉變換單元；所述傅里葉變換單元，進(jìn)一步用于接收來自濾波器單元的時域濾波處理后的每個用戶 導(dǎo)頻處的時域信道估計。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信道估計裝置，其特征在于，所述互相關(guān)單元根據(jù)接收的時域?qū)ьl信號，對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n) 做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與周期信號y。(n)，采用下式進(jìn)行互相關(guān)，得到每個 用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計<formula>formula see original document page 4</formula>其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長度， hi(n)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶發(fā) 送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信道估計裝置，其特征在于，所述互相關(guān)單元根據(jù)接收的時域?qū)ьl信號，對第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n) 做周期為N的周期延拓，得到周期信號y。(n)；根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與周期信號y。(n)，采用下式進(jìn)行互相關(guān)，得到每個 用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計<formula>formula see original document page 4</formula>其中，η為天線序號，i為用戶序號，k為分量序號，N為導(dǎo)頻信號的時域序列的長度， hi(n)為第η根天線第i個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，Pi(n)為第η根天線的第i個用戶發(fā) 送的導(dǎo)頻信號的時域序列，y。(n)為將第η根天線的導(dǎo)頻信號的時域序列y(n)做周期為N的 周期延拓得到的周期信號，H表示共軛轉(zhuǎn)置，L為時域信道估計的長度，<formula>formula see original document page 4</formula>其中，N。表示系統(tǒng)的有用子載波個數(shù)，L。p表示系統(tǒng)設(shè)計的循環(huán)前綴CP的長度，α為調(diào) 整參數(shù)，且α e (0，1]。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDM系統(tǒng)信道估計方法，對接收天線接收的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到接收的多用戶時域?qū)ьl信號，對每個用戶發(fā)送的導(dǎo)頻信號進(jìn)行逆傅里葉變換，得到每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號，根據(jù)每個用戶發(fā)送的時域?qū)ьl信號與接收的多用戶時域?qū)ьl信號進(jìn)行互相關(guān)，得到每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計，對每個用戶導(dǎo)頻處的時域信道估計進(jìn)行傅里葉變換，獲得每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計，對每個用戶導(dǎo)頻處的頻域信道估計進(jìn)行插值，獲得數(shù)據(jù)載波的信道估計結(jié)果。本發(fā)明還公開了一種OFDM系統(tǒng)信道估計裝置。采用本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)信道估計方法和裝置，能夠提高對于多用戶系統(tǒng)信道估計的準(zhǔn)確度。
文檔編號H04L1/06GK101815042SQ201010145450
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者吳松, 吳群英, 程履幫, 陳永倩 申請人:新郵通信設(shè)備有限公司