專利名稱：一種用于限幅ofdm系統(tǒng)的信道估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WMSN)是一種新型的信息獲取和處理技術(shù)。與傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)相比，它更關(guān)注于音頻、視頻、圖像等大數(shù)據(jù)量、大信息量媒體的采集、處理與傳輸。故而低耗能、高速率的數(shù)據(jù)傳輸方式成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。作為一種高效的、廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸方式，OFDM適用于多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)。OFDM時(shí)域信號由多路相互獨(dú)立的、經(jīng)調(diào)制的子信號疊加而成，可能產(chǎn)生較大的峰均比(PAPR)。而大峰均比信號通過放大器的非線性區(qū)時(shí)，會產(chǎn)生信號畸變，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。同時(shí)它還會降低功放效率， 造成能量浪費(fèi)。目前已經(jīng)存在一些抑制信號峰均比的方法，其中限幅濾波最為常用。信號限幅會帶來非線性干擾和帶外輻射，造成系統(tǒng)的信道估計(jì)性能下降。針對此問題，目前公布的方法主要分為兩類基于判決反饋的迭代信道估計(jì)方法和基于導(dǎo)頻信息的迭代信道估計(jì)方法。其中，基于判決反饋的信道估計(jì)方法主要是針對帶狀導(dǎo)頻分布的 OFDM系統(tǒng)(

圖1)，其首先通過時(shí)域插值獲得初始信道估計(jì)，然后進(jìn)行信道均衡，并判決得到數(shù)據(jù)符號。經(jīng)信號經(jīng)過限幅濾波后，估計(jì)出非線性失真信息，并反饋至信道估計(jì)模塊。判決得到的數(shù)據(jù)符號作為已知導(dǎo)頻序列，采用LS或者M(jìn)MSE算法進(jìn)行信道再估計(jì)。上述過程一直持續(xù)下去，直到迭代結(jié)束。而基于導(dǎo)頻信息的迭代信道估計(jì)方法主要是針對梳狀導(dǎo)頻分布的OFDM系統(tǒng)(圖幻，其首先通過LS或MMSE算法獲得導(dǎo)頻處的信道估計(jì)，并通過頻域插值算法內(nèi)插出所有子信道的信道響應(yīng)。接收信號經(jīng)信道均衡后，送入判決器中進(jìn)行符號判決。判決后的符號再次經(jīng)歷限幅濾波，進(jìn)而估計(jì)出非線性失真信息，并將之反饋至信道估計(jì)單元，進(jìn)入下次迭代過程。上述基于判決反饋方式的迭代估計(jì)算法收斂速度快，但帶來了錯(cuò)誤擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)，且不適用于時(shí)變信道環(huán)境。而基于導(dǎo)頻信息獲取初始估計(jì)的迭代估計(jì)算法， 避免了錯(cuò)誤擴(kuò)散，適用于時(shí)變信道環(huán)境，但其收斂速度慢，需要多次迭代才能接近極限值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于限幅OFDM系統(tǒng)的迭代信道估計(jì)方法，解決梳狀導(dǎo)頻分布的OFDM系統(tǒng)中現(xiàn)有信道估計(jì)算法不能快速收斂的問題。該方法綜合了基于導(dǎo)頻信息的迭代估計(jì)方法和基于判決反饋的迭代估計(jì)方法兩者的優(yōu)點(diǎn)，利用導(dǎo)頻信息和歷史信道信息共同獲取信道估計(jì)值，并據(jù)此估計(jì)非線性噪聲信息，然后將該噪聲信息用于信道的再估計(jì)和信號再檢測。它既適用于時(shí)變信道環(huán)境，又避免了錯(cuò)誤擴(kuò)散，同時(shí)也克服了原有算法收斂速度慢的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，包括發(fā)送端信號處理方法和接收端信號處理方法，所述的發(fā)送端信號處理方法包括限幅濾波和低通濾波，發(fā)送信號通過所述的限幅濾波器會產(chǎn)生帶外輻射和帶內(nèi)干擾；其中，帶外輻射通過低通濾器后被濾除；而帶內(nèi)干擾包括幅度衰落和非線性噪聲干擾；所述的接收端信號處理方法為一個(gè)迭代過程，包括以下步驟A.幅度補(bǔ)償，補(bǔ)償由于限幅濾波造成的幅度衰落；B.導(dǎo)頻處信道估計(jì)，已知導(dǎo)頻序列為式，利用LS算法、匪SE算法或LMMSE算法計(jì)算得到導(dǎo)頻子載波處的信道估計(jì)值；C.頻域插值，利用DFT插值算法、線性插值算法或高階多項(xiàng)式插值算法內(nèi)插得到所有子信道的信道估計(jì)值；D.信道加權(quán)平均，將步驟C得到的信道估計(jì)值與歷史信道信息加權(quán)平均，得到當(dāng)前的信道響應(yīng)；E.信道均衡，根據(jù)步驟D得到的信道響應(yīng)，均衡接收信號的多徑瑞利衰落，得到信號之；F.消除非線性失真，從均衡后的信號之中減去非線性失真信息辦；G.信號判決，對步驟F中補(bǔ)償后的信號進(jìn)行判決，得到判決后的符號；H.重組OFDM符號，步驟G判決的數(shù)據(jù)符號與導(dǎo)頻序列重新組成符號t ；I.限幅濾波，將步驟H的符號變換至?xí)r域，進(jìn)行限幅濾波，然后將之變換到頻域， 得到限幅后的信號之；J.估計(jì)非線性失真信息，
權(quán)利要求
1. 一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，包括發(fā)送端信號處理方法和接收端信號處理方法，其特征在于所述的發(fā)送端信號處理方法包括限幅濾波和低通濾波，發(fā)送信號通過所述的限幅濾波器會產(chǎn)生帶外輻射和帶內(nèi)干擾；其中，帶外輻射通過低通濾器后被濾除；而帶內(nèi)干擾包括幅度衰落和非線性噪聲干擾；所述的接收端信號處理方法為一個(gè)迭代過程，包括以下步驟A.幅度補(bǔ)償，補(bǔ)償由于限幅濾波造成的幅度衰落；B.導(dǎo)頻處信道估計(jì)，已知導(dǎo)頻序列為《，利用LS算法、MMSE算法或LMMSE算法計(jì)算得到導(dǎo)頻子載波處的信道估計(jì)值；C.頻域插值，利用DFT插值算法、線性插值算法或高階多項(xiàng)式插值算法內(nèi)插得到所有子信道的信道估計(jì)值；D.信道加權(quán)平均，將步驟C得到的信道估計(jì)值與歷史信道信息加權(quán)平均，得到當(dāng)前的信道響應(yīng)；E.信道均衡，根據(jù)步驟D得到的信道響應(yīng)，均衡接收信號的多徑瑞利衰落，得到信號之；F.消除非線性失真，從均衡后的信號之中減去非線性失真信息辦；G.信號判決，對步驟F中補(bǔ)償后的信號進(jìn)行判決，得到判決后的符號；H.重組OFDM符號，步驟G判決的數(shù)據(jù)符號與導(dǎo)頻序列重新組成符號f；I.限幅濾波，將步驟H的符號變換至?xí)r域，進(jìn)行限幅濾波，然后將之變換到頻域，得到限幅后的信號之；J-估計(jì)非線性失真信息，^^ "《-t;K.更新導(dǎo)頻序列，從步驟I的信號之中抽取導(dǎo)頻位置的信息，得到限幅后的導(dǎo)頻序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的發(fā)送端信號處理位于OFDM系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的IFFT變換模塊之后，加入循環(huán)前綴模塊之前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的限幅濾波，如果輸入信號的幅度超過A，則設(shè)置輸出信號的幅度為A，相位保持不變；如果信號的幅度不超過A，則輸出信號幅度和相位均保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的接收端信號處理位于OFDM系統(tǒng)接收機(jī)的FFT變換模塊之后。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的步驟B中導(dǎo)頻處信道估計(jì)，若迭代計(jì)數(shù)器為初始迭代，則導(dǎo)頻序列《為原始導(dǎo)頻序列；否則，《為上次迭代時(shí)步驟K所述導(dǎo)頻序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的步驟D所述歷史信道信息，若當(dāng)前符號為數(shù)據(jù)幀的首符號，則歷史信道信息為0 ；否則，歷史信道信息是指當(dāng)前OFDM符號之前的所有或者部分信道響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的步驟F所述非線性失真信息，若為初始迭代，則其值為0 ；否則，該信息為上次迭代時(shí)步驟 J所述非線性失真信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，其特征在于所述的信道響應(yīng)，是指所述迭代估計(jì)算法估計(jì)的歷史信道響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于限幅OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法，該方法綜合運(yùn)用導(dǎo)頻信息和歷史信道信息獲取當(dāng)前信道響應(yīng)，提高了迭代算法的收斂速度。其首先對接收信號進(jìn)行幅度補(bǔ)償，然后通過LS或MMSE算法獲得導(dǎo)頻處的信道信息，并內(nèi)插出所有子信道的信道估計(jì)值。該信道估計(jì)值與歷史信道信息加權(quán)平均得到當(dāng)前信道的響應(yīng)，然后將該響應(yīng)用于均衡信道衰落。判決得到的符號再次經(jīng)過限幅濾波，進(jìn)而估計(jì)出非線性噪聲信息，并將該噪聲信息用于信道的再估計(jì)和信號檢測。本發(fā)明既適用于時(shí)變信道環(huán)境，又避免了錯(cuò)誤擴(kuò)散，同時(shí)克服了原有方法收斂速度慢的缺點(diǎn)。
文檔編號H04L25/02GK102364902SQ20111029979
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者付耀先, 周磊磊, 汪明亮, 解永生 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所