專利名稱：一種利用相關(guān)進行的信道估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信信道估計的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用相關(guān)進行的信道估 計方法。
背景技術(shù)：
無線通信通信的信道質(zhì)量很差，信道中存在著嚴(yán)重的多徑衰落和噪聲影響。因此， 直接在無線信道中進行通信并不可行，在接收端需對接收到的數(shù)據(jù)進行檢測。由于相干檢 測與非相干檢測相比，有約3dB的性能增益，高速率系統(tǒng)一股采用相干檢測。在相干檢測過 程中，需要對接受數(shù)據(jù)進行均衡，以抵消信道對數(shù)據(jù)的影響。自適應(yīng)均衡不需要進行信道估 計，但是受收斂速度的制約，其他均衡方法大多需要進行信道估計，以獲得信道在時域的沖 擊響應(yīng)或者頻域的轉(zhuǎn)移函數(shù)。因此，信道估計的準(zhǔn)確性直接決定了該系統(tǒng)的性能，信道估計 的復(fù)雜度決定了該系統(tǒng)的可行性，信道估計所增加的額外信息開銷影響了該系統(tǒng)的效率。 信道估計根據(jù)是否需要導(dǎo)頻輔助，可以分為基于導(dǎo)頻的信道估計和不需要導(dǎo)頻的盲信道估 計。前者增加了導(dǎo)頻的額外開銷，但是復(fù)雜度較低，且估計精度較高；后者不需要導(dǎo)頻，但由 于存在估計精度低、計算量大、收斂速度較慢、靈活性差等缺陷，在實時系統(tǒng)中的應(yīng)用受到 了限制。信道估計的準(zhǔn)則常用的有LS和MMSE?；贚S準(zhǔn)則的信道估計方法簡單，但估計 結(jié)果精確度不高；基于匪SE準(zhǔn)則的信道估計，由于不能預(yù)知信道的相關(guān)特性，采用一些替 代方法，在信道時變很大的情況下，性能也并不理想。
PN序列是一種產(chǎn)生簡單、應(yīng)用廣泛的偽隨機碼，在通信中有著廣泛的用途。它由m 級線性移位寄存器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，其周期長度為L = 2m-l。PN序列具有尖銳的自相關(guān)特性，其 L,n = 0 )循環(huán)自相關(guān)結(jié)果為, / ^t ,，線性自相關(guān)結(jié)果與噪聲相似。[-1,1 < n<L-l)發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，將PN序列的自相關(guān)特性應(yīng)用到信道估 計中，提出了一種利用相關(guān)進行的信道估計方法。該方法在用于估計離散多徑的信道時，具 有復(fù)雜度低，準(zhǔn)確度高的特點。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明一種利用相關(guān)進行的信道估計方法包括如下幾個步驟
(1)在接收端將收到的數(shù)據(jù)與本地m序列進行相關(guān)，將相關(guān)結(jié)果除以本地m序列的 能量，即將相關(guān)結(jié)果歸一化；
(2)當(dāng)歸一化后的相關(guān)結(jié)果存在兩個間隔距離為L的點，并且所述點的歸一化結(jié) 果都大于設(shè)定的能量閾值，則接收到的數(shù)據(jù)里是含有導(dǎo)頻序列，滿足上述條件的點為主徑 能量點；否則返回步驟⑴；
(3)在兩個主徑能量點之間，設(shè)定一個去噪閾值，保留大于去噪閾值的的峰作為多 徑相關(guān)峰備選峰，其他點賦零；若已知信道中的多徑數(shù)為k，在主徑能量點之間選取k個最3大的峰值作為多徑相關(guān)峰備選峰；當(dāng)多徑時延并不在整數(shù)倍的采樣點上，多徑時延在采樣 點上展寬，保留除多徑相關(guān)峰備選峰外，其左右各一到兩個值較大的點；
(4)若與多徑相關(guān)峰備選峰間隔L個點后的歸一化相關(guān)結(jié)果大于確認(rèn)閾值，則保 留該多徑相關(guān)峰備選峰為多徑相關(guān)峰；否則，將該多徑相關(guān)峰備選峰作為突發(fā)噪聲處理，將 其歸一化相關(guān)結(jié)果賦零(當(dāng)去噪閾值遠(yuǎn)大于歸一化相關(guān)結(jié)果的平均值時，此步可以省略， 直接將多經(jīng)相關(guān)峰備選峰作為多徑相關(guān)峰，認(rèn)為突發(fā)噪聲的相關(guān)峰不可能達到去噪閾值)。
所述導(dǎo)頻序列的構(gòu)件方法如下
選取長度為LWm序列(該m序列可以是滿足長度為L的任一 m序列)，將該m序 列重復(fù)一次置于原序列后長度為2L，所述m序列在信道中傳輸所需的時間大于多徑的最大 時延，在重復(fù)后的m序列兩端可加長度為I1的循環(huán)前綴和長度為I2循環(huán)后綴，構(gòu)成長度為 2L+li+l2的導(dǎo)頻序列，同時將該m序列存放在接收端本地以備接收時相關(guān)用。
所述確認(rèn)閾值小于去噪閾值。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1，計算復(fù)雜度低，利用本發(fā)明進行只含N個多徑(不包括主 徑)的稀疏多徑信道估計，只需估計得到2N+1個參數(shù)(N+1徑的復(fù)幅度和N徑的時延)，其 主要計算量在于相關(guān)運算，對于采用長度為L的m序列，每個時刻相關(guān)運算需要的乘加數(shù)為 2L，在出現(xiàn)相關(guān)峰后所需要進行的信道估計，也只是歸一化的相關(guān)結(jié)果與閾值的比較；2，本 發(fā)明的導(dǎo)頻開銷小，導(dǎo)頻的長度與最長多徑時延的兩倍，特別適合長多徑時延下的信道估 計。


圖1是兩徑情況下本發(fā)明的基本原理圖2是本發(fā)明的信道估計流程框圖3是本發(fā)明在某一種具體實現(xiàn)中的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)；
圖4是本發(fā)明在某一種具體實現(xiàn)中的幀結(jié)構(gòu)；
圖5是本發(fā)明在某一種具體實現(xiàn)中歸一化相關(guān)結(jié)果；
圖6是本發(fā)明在某一種具體實現(xiàn)中的信道沖擊響應(yīng)估計結(jié)果；
圖7是采樣間隔發(fā)送接收系統(tǒng)框圖8是升余弦濾波器的抽頭系數(shù)。
具體實施方式
如圖1所示，航空信道在時域具有稀疏多徑的特點，信道沖擊響應(yīng)的時域表達式 參數(shù)較少，有利于信道估計。設(shè)信道沖激響應(yīng)為CO
h{n) =(1)i=0
其中A為沖擊響應(yīng)第i徑的幅度，θ i為第i徑的相位，η表示符號序列 的時間序數(shù)。令發(fā)送符號序列為S (η)，經(jīng)過信道后接收到的序列為r (η)，為討論方便，暫不 考慮噪聲的影響，那么
r{n) = h(n) * =- k)(2)
為討論和實現(xiàn)的簡單，假定信道只存在一個直射徑和一個強反向徑，即
h (n) = h05 (η) +hk δ (n-k)(3)
那么
權(quán)利要求
1.一種利用相關(guān)進行的信道估計方法，其特征在于包括如下幾個步驟(1)在接收端將收到的數(shù)據(jù)與本地m序列進行相關(guān)，將相關(guān)結(jié)果除以本地m序列的能 量，即將相關(guān)結(jié)果歸一化；(2)當(dāng)歸一化后的相關(guān)結(jié)果存在兩個間隔距離為L的點，并且所述點的歸一化結(jié)果都 大于設(shè)定的能量閾值，則接收到的數(shù)據(jù)里是含有導(dǎo)頻序列，滿足上述條件的點為主徑能量 點；否則返回步驟(1);(3)在兩個主徑能量點之間，設(shè)定一個去噪閾值，保留大于去噪閾值的的峰作 為多徑相關(guān)峰備選峰，其他點賦零；若已知信道中的多徑數(shù)為k，在主徑能量點之間選取k 個最大的峰值作為多徑相關(guān)峰備選峰；當(dāng)多徑時延并不在整數(shù)倍的采樣點上，多徑時延在 采樣點上展寬，保留除多徑相關(guān)峰備選峰外，其左右各一到兩個值較大的點；(4)若與多徑相關(guān)峰備選峰間隔L個點后的歸一化相關(guān)結(jié)果大于確認(rèn)閾值，則保留該 多徑相關(guān)峰備選峰為多徑相關(guān)峰；否則，將該多徑相關(guān)峰備選峰作為突發(fā)噪聲處理，將其歸 一化相關(guān)結(jié)果賦零；當(dāng)去噪閾值遠(yuǎn)大于歸一化相關(guān)結(jié)果的平均值時，此步可以省略，直接將 多經(jīng)相關(guān)峰備選峰作為多徑相關(guān)峰，認(rèn)為突發(fā)噪聲的相關(guān)峰不可能達到去噪閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用相關(guān)進行的信道估計方法，其特征在于所述導(dǎo)頻序 列的構(gòu)件方法如下選取長度為L的m序列，該m序列可以是滿足長度為L的任一m序列，將該m序列重復(fù)一 次置于原序列后長度為2L，所述m序列在信道中傳輸所需的時間大于多徑的最大時延，在重復(fù)后的m序列兩端可加長度為^的循環(huán)前綴和長度為^循環(huán)后綴，構(gòu)成長度為2^+ + 的導(dǎo)頻序列，其中⑷O，同時將該m序列存放在接收端本地以備接收時相關(guān)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用相關(guān)進行的信道估計方法，其特征在于所述確認(rèn)閾 值小于去噪閾值。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種利用相關(guān)進行的信道估計方法,包括如下幾個步驟在接收端將收到的數(shù)據(jù)與本地m序列進行相關(guān)，歸一化；判斷接收到的數(shù)據(jù)里是否含有導(dǎo)頻序列；初始信道估計；確認(rèn)信道估計；修正信道估計。將偽隨機序列的尖銳相關(guān)特性利用到信道估計中，接收端將通過信道的某偽隨機序列與原序列相關(guān)，通過一些列的閾值和選取方法以獲得離散信道的多徑信息，從而重構(gòu)出信道沖擊響應(yīng)。本發(fā)明對于長時延的離散多徑信道，計算復(fù)雜度低，系統(tǒng)開銷少，準(zhǔn)確度高，能獲得很好的性能。
文檔編號H04L25/02GK102035770SQ201010568210
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張新輝, 徐大專, 邱少華, 邵漢欽, 黃凌 申請人:南京航空航天大學(xué)