專利名稱：基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種OFDM系統(tǒng)中基于2D-RLS(二維迭代最小二乘)準則的自適應信道估計方法。
背景技術：
隨著Internet(互聯(lián)網)和移動通信技術的高速發(fā)展，高速的無線數(shù)據(jù)業(yè)務存在潛在的巨大需求。然而，在惡劣的無線信道環(huán)境中提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務是很困難的，因此，業(yè)界一直在為提供具有良好性能的無線傳輸技術進行努力?，F(xiàn)有的OFDM(正交頻分復用)技術具有對抗ISI(符號間干擾)的能力，同時可以提供很高的頻譜效率，因此被視為高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務最有可能采用的無線傳輸技術。OFDM具有很廣泛的應用，包括XDSL(數(shù)字用戶環(huán)路)、DAB/DVB(數(shù)字音頻/視頻廣播)、無線局域網標準IEEE 802.11a和HIPERLAN/2、無線城域網標準IEEE 802.16，等等。
為了保證通信系統(tǒng)在無線信道環(huán)境中能夠具有良好的性能，必需對多徑時變的無線衰落信道進行估計?？梢哉J為，信道估計的準確程度在很大程度上決定了系統(tǒng)是否能夠提供優(yōu)良的無線傳輸質量。即在OFDM系統(tǒng)中，信道估計的質量對OFDM系統(tǒng)的性能起著關鍵作用。目前采用的信道估計方法大致可以分為兩大類盲估計和基于導頻的信道估計。所述的盲估計雖然因為不需要導頻而具有較高的頻譜利用率，但是復雜度很高且性能不好，目前尚無法實用；所述的基于導頻的信道估計又分為基于LS(最小二乘)準則和基于MMSE(最小均方誤差)準則。LS信道估計雖然簡單，但是和MMSE信道估計相比，為了達到相同的信道估計性能(用信道估計的MSE(均方誤差)來衡量)，存在10-15dB的SNR(信噪比)損失。但是為了實現(xiàn)MMSE信道估計，需要知道準確的信道統(tǒng)計特性，這在實際中是無法實現(xiàn)的。
有文獻(Y.(G.)Li，L.J.Cimini，and N.R.Sollenberger，“Robustchannel estimation for OFDM systems with rapid dispersive fadingchannels，”IEEE Trans.Commun.，vol.46，pp.902-915，July 1998.)提出了Robust信道估計，可以利用信道的二維相關特性，并且對信道統(tǒng)計特性的變化不敏感。但是Robust信道估計仍然需要預先知道幾個信道參數(shù)最大多普勒頻移、最大多徑時延和噪聲功率，很明顯這三個參數(shù)很難獲得。于是為了能夠盡可能的適應未知的信道，Robust信道估計需要假定最大多普勒頻移、最大多徑時延和噪聲功率都取比較大的值，這不可避免的導致了信道估計的準確性下降。
另外，還有文獻(D.Schafhuber，G.Matz，and F.Hlawatsch，“AdaptiveWiener filters for time-varying channel estimation in wireless OFDMsystems”，ICASSP′03，vol.4，pp.IV-688-IV-691，6-10 Apr.2003.)提出了基于時域RLS(迭代最小二乘)準則的信道估計，這種方法雖然不需要知道信道的統(tǒng)計特性，但是只能利用信道在時間域這一個維度上的相關性。同時，基于時域RLS準則的信道估計對于信道多徑時延的變化很敏感，而這種信道多徑時延的變化在實際環(huán)境中是很常見的。

發(fā)明內容
鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，從而提高無線通信系統(tǒng)中信道估計的準確性，提高無線通信系統(tǒng)的性能。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，包括A、將接收到的OFDM(正交頻分復用)符號所對應的頻域信道值進行重新排列；B、將經過重新排列的頻域信道值與信道估計器的系數(shù)矩陣的共軛轉置矩陣相乘，獲得的值作為信道估計結果。
所述的步驟A包括在接收端使用經過解調/解碼后的數(shù)據(jù)和原FFT(快速傅氏變換)模塊輸出的經過衰落且?guī)в性肼暤男盘柊凑誏S(最小二乘)準則進行判決反饋處理得到信道估計器需要的但尚未經過重新排列的輸入信號；將所述的判決反饋處理獲得的L個具有N個子載波的OFDM符號所對應的頻域信道值中處在各個OFDM符號中相同子載波位置上的LM個排列成一個維數(shù)為LM×1的矢量，或排列成多個矢量，且多個矢量加在一起的維數(shù)和僅為一個矢量時的維數(shù)相同，即也是LM×1，M＝N/2z，且2z通常應該小于或等于log2N，且z為正整數(shù)。
所述的步驟B包括將一個或多個總維數(shù)為LM×1的矢量分別與各自對應的信道估計器的上一時刻的信道估計器系數(shù)矩陣的共軛轉置矩陣相乘，各自獲得的值進行合并后作為信道估計結果。
所述的信道估計器為2D-RLS(二維迭代最小二乘)信道估計器，且所述的二維為頻域信道的時間維度和頻率維度。
所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法還包括獲得所述的信道估計器的系數(shù)矩陣的處理過程C、計算當前信道估計結果與理想信道值之間的差值，及根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子計算當前調整信道估計器的系數(shù)矩陣更新量的增益矢量值；D、根據(jù)所述的差值和當前的增益矢量值按照設定的方式進行信道估計器的系數(shù)矩陣的調整，獲得下一次信道估計過程中應用的信道估計器的系數(shù)矩陣，同時根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子以及當前的增益矢量值按照設定的方式更新信道估計器輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣。
本發(fā)明中，步驟C所述的理想信道值的獲取過程包括在接收端使用解調/解碼后的數(shù)據(jù)和原FFT(快速傅氏變換)模塊輸出的經過衰落且?guī)в性肼暤男盘柊凑誏S(最小二乘)準則對頻域信道進行估計；將估計獲得的結果經過IDFT(逆離散傅氏變換)處理變換為時域信號；將所述的時域信號進行最強徑捕獲處理得到其中較強的時域信號樣值，并將較強的時域信號樣值經過DFT(離散傅氏變換)變換回頻域作為理想信道值。
所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法中所述的步驟C包括計算當前信道估計結果與理想信道值之間的差值ξ(n)；并根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子計算當前調整信道估計器的系數(shù)矩陣更新量的增益矢量值k(n)，所述的k(n)的迭代計算關系為Q(n-1)p(n)/{λ+pH(n)Q(n-1)p(n)}，p(n)為當前的經過重新排列的L個OFDM符號所對應的LM個頻域信道值所構成的矢量，λ為遺忘因子，取值為小于1的正實數(shù)，信道變化越慢該值越大，Q(n)是p(n)的自相關矩陣的逆矩陣，Q(n)的迭代計算關系為λ-1Q(n-1)-λ-1k(n)pH(n)Q(n-1)，pH(n)為p(n)的共軛轉置，所述的n則為進行信道估計的迭代次數(shù)計數(shù)值；所述的步驟D包括根據(jù)所述的差值ξ(n)和當前的增益矢量值k(n)確定下一次信道估計過程中應用的信道估計器的系數(shù)矩陣G(n)的值，所述的G(n)＝G(n-1)+k(n)×ξH(n)，ξH(n)為ξ(n)的共軛轉置。
所述的步驟A包括當OFDM系統(tǒng)開始工作時，發(fā)送端需要發(fā)送設定數(shù)量的已知OFDM符號作為訓練序列，接收端接收所述設定數(shù)量的OFDM符號，并按照LS(最小二乘)準則進行信道估計，獲得設定數(shù)量的OFDM符號對應的頻域信道值，作為信道估計器的初始輸入值；將初始接收的L個具有N個子載波的OFDM符號中所對應的相同子載波位置的頻域信道值排列成一個或多個總維數(shù)為LM×1的矢量，M＝N/2z，且z為正整數(shù)。
在所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法中，當OFDM系統(tǒng)開始工作時，在所述的接收端進行信道估計過程中所述的信道估計器的系數(shù)矩陣的初始值為全0矩陣，所述的信道估計器的輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣的初始值為規(guī)則化參數(shù)的倒數(shù)乘以單位矩陣，所述的規(guī)則化參數(shù)為正實數(shù)，SNR(信噪比)越高該值越小。
本發(fā)明所述的方法適用于OFDM系統(tǒng)，包括MIMO-OFDM(多天線OFDM)系統(tǒng)。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明由于采用了2D-RLS準則，即利用信道的二維相關性進行自適應的信道估計，無需知道任何信道統(tǒng)計特性，可以有效地提高信道估計結果的準確性，解決了現(xiàn)有技術中由于無法準確獲得信道統(tǒng)計特性或無法充分利用信道的二維相關性而導致的信道估計結果不準確的問題。
同時，本發(fā)明所采用的基于2D-RLS準則的自適應信道估計方法只需要幾個OFDM符號的時間便可以很快收斂到穩(wěn)定狀態(tài)。本發(fā)明的另外一個優(yōu)點在于能夠方便地通過選擇信道估計器的輸入矢量的大小實現(xiàn)在計算復雜度和信道估計性能之間的折中處理，而無需改變信道估計器的物理結構。
試驗證明本發(fā)明所述的方法在性能上要明顯優(yōu)于現(xiàn)有文獻中記錄的其它信道估計方法，并且可以適用于不同無線信道條件下的OFDM系統(tǒng)。


圖1為OFDM系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為信道估計器輸入矢量p的重排過程示意圖；圖3為本發(fā)明中2D-RLS算法的原理框圖；圖4為并行2D-RLS信道估計器的結構示意圖；圖5為參考信號的產生過程示意圖；圖6為本發(fā)明適用的OFDM符號頻域信道值的選取圖樣示意圖；圖7為本發(fā)明不適用的OFDM符號頻域信道值的選取圖樣示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的方法是一種基于2D-RLS準則的自適應信道估計方法，為實現(xiàn)本發(fā)明，在OFDM系統(tǒng)開始進行信道估計之前需要先發(fā)送一定數(shù)量(通常為5個以內即可)的已知OFDM符號作為訓練序列，然后就可以進入一種以OFDM符號為時間單位的反復迭代的信道估計過程，每次迭代共包含了三個步驟信道估計；計算估計誤差、增益矢量和信道估計器的輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣；自適應的進行信道估計器系數(shù)矩陣的調整。而在OFDM系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，不再需要插入導頻或訓練符號，具有較高的頻譜效率。
現(xiàn)對本發(fā)明所述的方法的具體實施方式
結合附圖進行說明在OFDM系統(tǒng)中，在接收端設置有信道估計處理部分，信道估計處理部分的具體位置參見圖1，處在FFT(快速傅氏變換)模塊與星座解映射模塊之間。
本發(fā)明所述的信道估計方法的具體實現(xiàn)過程參見附圖，敘述如下步驟1在OFDM系統(tǒng)初始進入工作狀態(tài)時，為了使用2D-RLS算法進行信道估計，首先需要發(fā)送端發(fā)送長為L個OFDM符號的訓練序列，L通常小于5，以便于接收端在初始情況下可以按照LS(最小二乘)準則進行初始的信道估計，獲得相應的頻域信道值；
假設OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)為N，同時，還需要將信道估計器的系數(shù)矩陣的初始值設置為G(0)＝0，即G(0)為全0矩陣。
步驟2接收端接收到訓練序列并按照LS(最小二乘)準則進行初始的信道估計，獲得相應的頻域信道值后，對其進行重新排列得到信道估計器的實際初始輸入值；列矢量p(n)是2D-RLS信道估計器的輸入，n為進行信道估計的迭代次數(shù)計數(shù)值，由當前時刻之前的L個OFDM符號中的LM個頻域信道值進行重新排列得到，如圖2所示，維數(shù)為LM×1，其中M＝N/2z，z可以根據(jù)需要取值0、1、2等正整數(shù)，但通常應該滿足2z小于或等于log2N，M的取值大小決定了從N個子載波對應的頻域信道值中選取的數(shù)量的大??；另外，通常當OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)量較小時，使用一個信道估計器對當前OFDM符號所對應的頻域信道進行估計即可。而當OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)量很大時，則可以將L個OFDM符號中的LM個頻域信道值排列為多個維數(shù)相同的矢量，并分別與各自對應的信道估計器的上一時刻的系數(shù)矩陣的共軛轉置相乘，分別獲得當前OFDM符號所對應的頻域信道的不同部分的信道估計，即當OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)很大時，為了降低計算復雜度，提高算法的實時性，可以將一個OFDM符號中的子載波分成大小相同的幾組，然后使用并行的2D-RLS信道估計器進行信道估計，如圖4所示，各信道估計器的信道估計結果組合后便獲得當前OFDM符號的信道估計結果。
步驟3根據(jù)信道估計器的系數(shù)矩陣及經過重新排列的L個OFDM符號所對應的LM個頻域信道值進行信道估計，獲得當前的信道估計結果h(1)＝GH(0)×p(1)，當然，在后續(xù)的信道估計過程中相應的信道估計結果則為h(n)＝GH(n-1)×p(n)；其中，列矢量h(n)是需要估計的當前OFDM符號的頻域信道值，維數(shù)為N×1；矩陣G(n)是2D-RLS信道估計器的系數(shù)矩陣，維數(shù)為LM×N，GH(n)為G(n)的共軛轉置矩陣。
為保證信道估計處理過程的持續(xù)進行，在每次信道估計處理過程結束后，還需要對所述的信道估計器的系數(shù)矩陣進行調整，以獲得更新后的信道估計器的系數(shù)矩陣，并用于下一次的信道估計處理過程，參見圖3，對所述的信道估計器的系數(shù)矩陣進行調整的處理過程如下步驟4計算當前信道估計結果與理想信道值間的誤差；為了計算信道估計誤差ξ(n)，從理論上講應該知道理想的信道響應h’(n)，h’(n)在實際系統(tǒng)中是無法得到的，因此只能使用相應的估計值；本發(fā)明獲取h’(n)的處理過程如圖5所示，首先使用接收端接收的解調/解碼(即譯碼)后的數(shù)據(jù)和接收信號按照LS(最小二乘)準則進行DD(判決反饋)得到頻域粗略估計值，然后使用IDFT(逆離散傅氏變換)處理將該頻域粗略估計值變換到時域，再使用最強徑捕獲策略得到時域信號中比較強的幾條徑，其余的時域信道樣值均被置為0，然后再應用DFT(離散傅氏變換)處理變換回頻域，得到比較精確的當前OFDM系統(tǒng)的理想的信道響應h’(n)的估計值；獲得所述的h’(n)值后便可以計算當前信道估計誤差ξ(n)＝h’(n)-h(n)。
步驟5同時為對信道估計器的系數(shù)矩陣進行調整，還需要計算獲得相應的增益矢量，所述的增益矢量為根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻的自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子計算獲得；所述的增益矢量k(n)用于調整信道估計器的系數(shù)矩陣的更新量，且所述k(n)的迭代更新關系為Q(n-1)p(n)/{λ+pH(n)Q(n-1)p(n)}，p(n)為當前的經過重新排列的L個OFDM符號所對應的LM個頻域信道值所構成的矢量；Q(n)為當前的信道估計器輸入矢量p(n)的自相關矩陣的逆矩陣；Q(n)的初始值Q(0)＝δ-1I，其中δ為規(guī)則化參數(shù)，取值為正實數(shù)，該值的選取與信道的SNR(信噪比)有關，SNR越大該值越小，I為單位矩陣；在后續(xù)的計算過程中所述的Q(n)則為通過迭代計算獲得，其迭代更新關系為λ-1Q(n-1)-λ-1k(n)pH(n)Q(n-1)，pH(n)是p(n)的共軛轉置，所述的n則仍為進行信道估計的迭代次數(shù)計數(shù)值；所述的遺忘因子λ通常為小于1但又接近于1的正實數(shù)，具體取值與信道變化情況相關，信道變化越慢該值越大。
步驟6獲得了所述的k(n)和ξ(n)，便可以通過自適應的信道估計器系數(shù)矩陣更新機制對信道估計器的系數(shù)矩陣進行調整，即自適應的根據(jù)k(n)和ξ(n)值進行信道估計器的系數(shù)矩陣的調整更新，以獲得用于下一次信道估計的信道估計器的系數(shù)矩陣，參見圖3，該步驟由自適應更新信道估計器的系數(shù)矩陣處理部分完成；具體為，下一次信道估計過程中應用的信道估計器的系數(shù)矩陣G(n)＝G(n-1)+k(n)×ξH(n)；步驟7完成所述的信道估計器的系數(shù)矩陣的調整更新后，為保證下一次調整更新計算的需要，還需根據(jù)步驟5中的描述對信道估計器輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣進行更新。
通常情況下，規(guī)則化參數(shù)δ和遺忘因子λ的選取對基于RLS準則的算法的性能有很大的影響，但是通過實驗發(fā)現(xiàn)基于2D-RLS準則的自適應信道估計方法的性能對于規(guī)則化參數(shù)δ和遺忘因子λ的選取非常不敏感。對于大多數(shù)規(guī)則化參數(shù)δ和遺忘因子λ的取值而言，本發(fā)明僅需要幾個OFDM符號的時間便可以收斂到穩(wěn)定的狀態(tài)。
本發(fā)明中，僅在訓練階段(即OFDM系統(tǒng)開始工作階段)需要發(fā)送L個已知OFDM符號作為訓練序列，而在OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸階段不再需要插入導頻或訓練符號，此時信道估計器的輸入信號p(n)是通過使用解調/解碼后的數(shù)據(jù)和接收信號按照LS準則進行DD(判決反饋)后再進行重新排列獲得。
在OFDM系統(tǒng)進行正常的數(shù)據(jù)傳輸過程中，本發(fā)明所述的方法主要包括三個處理過程(1)根據(jù)上一時刻的信道估計器的系數(shù)矩陣G(n-1)及信道估計器的輸入信號p(n)確定當前的信道估計結果為h(n)＝GH(n-1)×p(n)；(2)參照上述步驟4計算當前信道估計結果與理想信道值間的差值ξ(n)，并計算當前時刻的增益矢量k(n)；(3)參照上述步驟6進行信道估計器的系數(shù)矩陣的調整，并參照上述步驟5、7計算當前時刻的輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣Q(n)。在OFDM系統(tǒng)中循環(huán)執(zhí)行(1)、(2)、(3)三個過程便可以實現(xiàn)對信道的實時估計。
本發(fā)明中，需要注意的問題是，為了保持每次信道估計的結果是可以累積的，即使得信道估計可以以自適應的迭代方式進行，本方法對于用來構成p(n)的L個OFDM符號中的LM個頻域信道值的位置是有要求的，具體為要求選取的是每個OFDM符號中相同的子載波位置，即選取如圖6所示的OFDM符號的頻域信道值是符合要求的，而選取如圖7所示的OFDM符號的頻域信道值則是不符合要求的。
本發(fā)明中，通過為不同的發(fā)射天線選擇合適的訓練序列，本發(fā)明提供的基于2D-RLS準則的自適應信道估計方法對于MIMO-OFDM(多天線OFDM)系統(tǒng)也是適用的。所述的為不同的發(fā)射天線選擇合適的訓練序列的具體方法可以參照文獻I.Barhumi，G.Leus，and M.Moonen，“Optimal TrainingDesign for MIMO OFDM Systems in Mobile Wireless Channels”，IEEETrans.Signal Processing，vol.51，pp.1615-1624，June 2003.給出的訓練序列設計方案。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于包括A、將接收到的OFDM(正交頻分復用)符號所對應的頻域信道值進行重新排列；B、將經過重新排列的頻域信道值與信道估計器的系數(shù)矩陣的共軛轉置矩陣相乘，獲得的值作為信道估計結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于所述的步驟A包括在接收端使用經過解調/解碼后的數(shù)據(jù)和原FFT(快速傅氏變換)模塊輸出的經過衰落且?guī)в性肼暤男盘柊凑誏S(最小二乘)準則進行判決反饋處理得到信道估計器需要的但尚未經過重新排列的輸入信號；將所述的判決反饋處理獲得的L個具有N個子載波的OFDM符號所對應的頻域信道值中處在各個OFDM符號中相同子載波位置上的LM個排列成一個維數(shù)為LM×1的矢量，或排列成多個矢量，且多個矢量加在一起的維數(shù)和僅為一個矢量時的維數(shù)相同，即也是LM×1，M＝N/2z，且2z通常應該小于或等于log2N，且z為正整數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于所述的步驟B包括將一個或多個總維數(shù)為LM×1的矢量分別與各自對應的信道估計器的上一時刻的信道估計器系數(shù)矩陣的共軛轉置矩陣相乘，各自獲得的值進行合并后作為信道估計結果。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于所述的信道估計器為2D-RLS(二維迭代最小二乘)信道估計器，且所述的二維為頻域信道的時間維度和頻率維度。
5.根據(jù)權利要求1、2、3或4所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于該方法還包括獲得所述的信道估計器的系數(shù)矩陣的處理過程C、計算當前信道估計結果與理想信道值之間的差值，及根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子計算當前調整信道估計器的系數(shù)矩陣更新量的增益矢量值；D、根據(jù)所述的差值和當前的增益矢量值按照設定的方式進行信道估計器的系數(shù)矩陣的調整，獲得下一次信道估計過程中應用的信道估計器的系數(shù)矩陣，同時根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子以及當前的增益矢量值按照設定的方式更新信道估計器輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于步驟C所述的理想信道值的獲取過程包括在接收端使用解調/解碼后的數(shù)據(jù)和原FFT(快速傅氏變換)模塊輸出的經過衰落且?guī)в性肼暤男盘柊凑誏S(最小二乘)準則對頻域信道進行估計；將估計獲得的結果經過IDFT(逆離散傅氏變換)處理變換為時域信號；將所述的時域信號進行最強徑捕獲處理得到其中較強的時域信號樣值，并將較強的時域信號樣值經過DFT(離散傅氏變換)變換回頻域作為理想信道值。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于所述的步驟C包括計算當前信道估計結果與理想信道值之間的差值ξ(n)；并根據(jù)當前的信道估計器輸入矢量及其上一時刻自相關矩陣的逆矩陣和預先選定的遺忘因子計算當前調整信道估計器的系數(shù)矩陣更新量的增益矢量值k(n)，所述的k(n)的迭代計算關系為Q(n-1)p(n)/{λ+pH(n)Q(n-1)p(n)}，p(n)為當前的經過重新排列的L個OFDM符號所對應的LM個頻域信道值所構成的矢量，λ為遺忘因子，取值為小于1的正實數(shù)，信道變化越慢該值越大，Q(n)是p(n)的自相關矩陣的逆矩陣，Q(n)的迭代計算關系為λ-1Q(n-1)-λ-1k(n)pH(n)Q(n-1)，pH(n)為p(n)的共軛轉置，所述的n則為進行信道估計的迭代次數(shù)計數(shù)值；所述的步驟D包括根據(jù)所述的差值ξ(n)和當前的增益矢量值k(n)確定下一次信道估計過程中應用的信道估計器的系數(shù)矩陣G(n)的值，所述的G(n)＝G(n-1)+k(n)×ξH(n)，ξH(n)為ξ(n)的共軛轉置。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于所述的步驟A包括當OFDM系統(tǒng)開始工作時，發(fā)送端需要發(fā)送設定數(shù)量的已知OFDM符號作為訓練序列，接收端接收所述設定數(shù)量的OFDM符號，并按照LS(最小二乘)準則進行信道估計，獲得設定數(shù)量的OFDM符號對應的頻域信道值，作為信道估計器的初始輸入值；將初始接收的L個具有N個子載波的OFDM符號中所對應的相同子載波位置的頻域信道值排列成一個或多個總維數(shù)為LM×1的矢量，M＝N/2z，且z為正整數(shù)。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于，當OFDM系統(tǒng)開始工作時，在所述的接收端進行信道估計過程中所述的信道估計器的系數(shù)矩陣的初始值為全O矩陣，所述的信道估計器的輸入矢量的自相關矩陣的逆矩陣的初始值為規(guī)則化參數(shù)的倒數(shù)乘以單位矩陣，所述的規(guī)則化參數(shù)為正實數(shù)，SNR(信噪比)越高該值越小。
10.根據(jù)權利要求1所述的基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法，其特征在于，該方法適用于OFDM系統(tǒng)，包括MIMO-OFDM(多天線OFDM)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于二維迭代最小二乘準則的自適應信道估計方法。該方法采用了2D－RLS準則，即利用信道的二維相關性進行自適應的信道估計，無需知道任何信道統(tǒng)計特性，可以有效地提高信道估計結果的準確性，解決了現(xiàn)有技術中由于無法準確獲得信道統(tǒng)計特性或無法充分利用信道的二維相關性而導致的信道估計結果不準確的問題。本發(fā)明的另外一個優(yōu)點在于能夠方便地通過選擇信道估計器的輸入矢量的大小實現(xiàn)在計算復雜度和信道估計性能之間的折中處理，而無需改變信道估計器的物理結構。
文檔編號H04L27/26GK1595924SQ20041004974
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權日2004年6月25日
發(fā)明者侯曉林, 李書博, 尹長川, 樂光新, 劉丹譜, 郝建軍, 紀紅, 羅濤 申請人:北京郵電大學