信道估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信道估计方法及装置，其中，该方法包括：将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道；通过带干扰的时域训练序列对频域物理层子信道进行粗估计，得到频域物理层子信道粗估计值；根据频域物理层子信道粗估计值对OFDM数据块进行循环重构和频域均衡后对最底层频域物理层子信道的数据进行解调，得到最底层频域物理层子信道的数据解调值；根据最底层频域物理层子信道的数据解调值，对频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确估计值；以及根据频域物理层子信道精确估计值对OFDM数据块重新进行循环重构和频域均衡。该方法在保证OFDM系统具有较高频谱效率的前提下，能够对抗强多径长时延的恶劣信道。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及数字通信
，尤其涉及一种信道估计方法及装置。
技术介绍
在数字通信块传输技术中，使用均衡消除或抑制符号间干扰(InterSymbolInterference，ISI)是非常有必要的。其中，正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)作为一种块传输方法，通过频域均衡，可以很好地提高通信系统对于频率选择性信道的抵抗能力。在相关技术中，非常有代表性的OFDM块传输技术包括三种：带循环前缀的OFDM(CyclicPrefixOFDM，CP-OFDM)，零填充的OFDM(ZeroPaddingOFDM，ZP-OFDM)，以及时域同步正交频分复用(Time-DomainSynchronousOFDM，TDS-OFDM)。CP-OFDM，CP-OFDM中的循环前缀(CP)是OFDM数据块的最后一部分的复制。将保护间隔直接复制到OFDM数据块前，通过循环前缀作为OFDM数据块的保护间隔，可以很好地消除由于信道多径所引起的相连块之间的干扰(IBI，InterBlockInterference)。进一步，这种方法同样根据OFDM符号的循环特性，使得OFDM符号经过信道的过程简化为OFDM符号与信道的循环卷积，消除了子载波间干扰(ICI，InterCellInterference)，从而保证了各个子载波在通过多径信道后的正交特性。为了进行接收机的同步和信道估计与均衡等操作，CP-OFDM符号中在频域包含大量的导频，而并非全部都是有效数据。CP-OFDM常用的导频插入方式包括块状导频、梳状导频和离散导频三种方式。由于CP的引入，CP-OFDM可以很好的消除ICI和IBI，从而使得频域均衡能够以低的复杂度的技术实现。由于CP-OFDM的多种优点，许多通信标准都将其作为核心的块传输技术进行应用。ZP-OFDM，ZP-OFDM中的保护间隔是利用连续的零序列进行填充，从而避免IBI。同时可以看到，由于填充零序列，传输时并不需要消耗多余的能量，所以ZP-OFDM相比于CP-OFDM可以节省由保护间隔所产生的多余能量消耗。另外，由于填充零序列，所以ZP-OFDM符号并没有循环特性，无法实现简单的频域均衡。与CP-OFDM类似，ZP-OFDM符号中也存在大量的辅助导频，用于接收机的同步、信道估计和均衡等。ZP-OFDM最大的优点是其能够很好的对抗频率选择中的深衰落和零谱点。TDS-OFDM，TDS-OFDM不同于CP-OFDM和ZP-OFDM，将训练信息从频域移到了时域。TDS-OFDM利用时域PN序列作为训练序列和保护间隔，一方面可以避免IBI，另一方面可以完成接收机的同步、信道估计和均衡等过程，从而消除了频域信息中的大量导频信息，大大提升了传输系统的频谱效率。不仅如此，PN序列很好的相关特性能够使得同步性能有更大的提升。TDS-OFDM中，PN和OFDM数据块信息由于信道的多径效应，存在相互的干扰。目前比较通用的技术是利用迭代算法尽可能消除二者之间的干扰。TDS-OFDM的各种优点使其成为了我国第一代地面数字电视标准DTMB的最核心技术。由此，可以看到，不同数字通信系统和标准的核心区别之一就是物理层块传输帧结构的不同以及对应的信道估计等方法的不同。传统TDS-OFDM系统由于帧结构的限制，信道估计的迭代算法非常复杂，且仅通过时域训练序列进行信道估计，所以存在一定的技术难题，比如迭代算法具有很高的复杂度，以及传统TDS-OFDM系统无法对抗强多径长时延的恶劣信道等。
技术实现思路
本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本申请的第一个目的在于提出一种信道估计方法。该方法在保证OFDM系统具有较高频谱效率的前提下，能够对抗强多径长时延的恶劣信道。本申请的第二个目的在于提出了一种信道估计装置。为达上述目的，本申请第一方面实施例的信道估计方法，包括：将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道；通过带干扰的时域训练序列对所述频域物理层子信道进行粗估计，得到频域物理层子信道粗估计值；根据所述频域物理层子信道粗估计值对所述OFDM数据块进行循环重构和频域均衡后对最底层频域物理层子信道的数据进行解调，得到最底层频域物理层子信道的数据解调值；根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确估计值；以及根据所述频域物理层子信道精确估计值对所述OFDM数据块重新进行循环重构和频域均衡。本申请实施例的信道估计方法，首先将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道，再通过带干扰的时域训练序列对频域物理层子信道进行粗估计，得到频域物理层子信道粗估计值，再根据频域物理层子信道粗估计值对OFDM数据块进行循环重构和频域均衡后对最底层频域物理层子信道的数据进行解调得到最底层频域物理层子信道的数据解调值，再根据最底层频域物理层子信道的数据解调值，对频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确估计值，最后根据频域物理层子信道精确估计值对OFDM数据块重新进行循环重构和频域均衡。该方法在保证OFDM系统具有较高频谱效率的前提下，能够对抗强多径长时延的恶劣信道。在本专利技术的一个实施例中，所述将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道具体包括：所述OFDM数据块的频域中所有子载波被划分为不同的K个频域物理层子信道，第k个子信道包含Nk个子载波，其中1≤k≤K，且有其中，N为一个OFDM数据块频域总的子载波数。在本专利技术的一个实施例中，所述频域物理层子信道可以单独传输特定编码和调制方式的有效数据，其中，所述最底层频域物理层子信道传输低阶调制的前向纠错编码的有效数据。在本专利技术的一个实施例中，所述粗估计为频域相除法或时域相关法；所述频域均衡的方法为迫零均衡算法或线性最小均方误差算法。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确估计值具体包括：根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确估计得到信道的频域精确估计值；将所述信道的频域精确估计值经过IFFT变换至时域，得到时域的信道值；对所述时域的信道值进行截断和降噪处理，再将截断和降噪处理后的时域的信道值经过FFT变换至频域，得到最终的频域信道精确估计值。为达上述目的，本申请第二方面实施例的信道估计装置，包括：划分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道；通过带干扰的时域训练序列对所述频域物理层子信道进行粗估计，得到频域物理层子信道粗估计值；根据所述频域物理层子信道粗估计值对所述OFDM数据块进行循环重构和频域均衡后对最底层频域物理层子信道的数据进行解调，得到最底层频域物理层子信道的数据解调值；根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确估计值；以及根据所述频域物理层子信道精确估计值对所述OFDM数据块重新进行循环重构和频域均衡。

【技术特征摘要】
1.一种信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
将OFDM数据块的频域中所有子载波划分为不同的频域物理层子信道；
通过带干扰的时域训练序列对所述频域物理层子信道进行粗估计，得到频域物理层子
信道粗估计值；
根据所述频域物理层子信道粗估计值对所述OFDM数据块进行循环重构和频域均衡后
对最底层频域物理层子信道的数据进行解调，得到最底层频域物理层子信道的数据解调
值；
根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确
估计，得到频域物理层子信道精确估计值；以及
根据所述频域物理层子信道精确估计值对所述OFDM数据块重新进行循环重构和频域
均衡。
2.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述将OFDM数据块的频域中所有子
载波划分为不同的频域物理层子信道具体包括：所述OFDM数据块的频域中所有子载波被划
分为不同的K个频域物理层子信道，第k个子信道包含Nk个子载波，其中1≤k≤K，且有
其中，N为一个OFDM数据块频域总的子载波数。
3.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述频域物理层子信道可以单独传
输特定编码和调制方式的有效数据，其中，所述最底层频域物理层子信道传输低阶调制的
前向纠错编码的有效数据。
4.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述粗估计为频域相除法或时域相
关法；所述频域均衡的方法为迫零均衡算法或线性最小均方误差算法。
5.如权利要求1所述的信道估计方法，其特征在于，所述根据所述最底层频域物理层子
信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确估计，得到频域物理层子信道精确
估计值具体包括：
根据所述最底层频域物理层子信道的数据解调值，对所述频域物理层子信道进行精确
估计得到信道的频域精确估计值；
将所述信道的频域精确估计值经过IFFT变换至时域，得到时域的信道值；
对所述时域的信道值进行截断和降噪处理，再将截断和降噪处理后的时域的信道值经
过FFT变换至频域，得到最终的频域信道精确估计值。
6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，刘菁菁，李智，潘长勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11