基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于下一代无线波形FBMC‑OQAM的信道估计方法及系统，涉及下一代移动通信技术领域。该方法包括以下步骤：利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，提高FBMC‑OQAM的信道估计准确度。本发明专利技术能够有效提高FBMC‑OQAM的信道估计准确度。

【技术实现步骤摘要】
基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法及系统
本专利技术涉及下一代移动通信
，具体是涉及一种基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法及系统。
技术介绍
在4G时代，无线物理层基础波形技术使用的是CP-OFDM(CyclicPrefix-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，带循环前缀的正交频分复用)技术。但是，OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)带来了很多不足之处。例如：OFDM系统的滤波方式为矩形窗滤波，并且在信号中插入CP(CyclicPrefix，循环前缀)，以对抗多径衰落，这带来了无线资源的浪费以及数据传输速度受损等缺陷。此外，由于OFDM技术采用了方波作为基础波形，载波旁瓣较大，从而在各载波同步不能严格保证的情况下，使得相邻载波之间的干扰比较严重。OFDM旁瓣的危害很多，主要有以下几个方面：(1)较高的旁瓣会严重影响系统的频谱感知精度和效率，因为旁瓣能量过大，因此，当按传统的能量感知方法进行感知的时候，无法判断检测到信号到底是有用信号还是旁瓣，这会造成误判等一系列后果；(2)一般而言，通信系统中发送的信号能量有限，较高的旁瓣会占去主要信号的能量，导致能量的消耗和浪费；(3)OFDM信号旁瓣过大，会导致相邻子载波的保护间隔变长，这会降低系统的频谱利用率和用户密度；(4)OFDM对载波频偏的敏感性较高，具有较高的峰均比；(5)各子载波必须具有相同的带宽，各子载波之间必须保持同步，必须保持正交，这限制了频谱使用的灵活性。在下一代无线通信系统中，由于支撑高数据速率的需要，将可能需要超过1GHz的频谱带宽。但在某些较低的频段，难以获得连续的宽带频谱资源，而在这些频段，某些无线传输系统，例如电视系统中，存在一些未被使用的频谱资源(空白频谱)。但是，这些空白频谱的位置可能是不连续的，并且可用带宽也不一定相同，采用OFDM技术难以实现对这些可用频谱的使用。灵活有效的利用这些空白频谱，是下一代无线通信系统主要考虑的问题。为了克服多径信道和高速宽带无线通信带来的频率选择性衰落，一个十分自然的想法就是在频域上划分成多个子带，使得每一个子信道上的频谱特性都近似平坦，同时使用多个相互独立的子带并行传输数据，这就有效的解决了延长符号周期和传输速率的矛盾。在接收机中利用子带之间的正交性或近似正交性来分离各自的信息，并且还可以在子带之间进行信号的频率分集，进一步增强信号的可靠性，这就是多载波调制的基本思想。FBMC(Filter-bankBasedMulticarrier，基于滤波器组的多载波)方案被认为是解决以上问题的有效手段。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：传统的CP-OFDM系统由于CP的长度大于最大多径时延扩展，使频率选择性衰落信道变为具有独立噪声分布的并行平坦衰落信道。所以接收端通过经典的最小二乘(LS，LeastSquare)信道估计算法或者最小均方差(MMSE，MinimumMeanSquareError)信道估计算法，即可求得信道在导频位置的频率响应，进而通过内插算法得到时频面的频率响应。但是，FBMC-OQAM(OrthogonallymultiplexedQAMsystem，正交复用QAM系统，QAM：QuadratureAmplitudeModulation：正交振幅调制)系统数据经过多径信道后，接收端信号经过AFB(AnalysisFilterBank，分析滤波器组)解析出带解调信号，由三部分组成：第一为导频符号与信道频率响应的乘积，第二为虚数干扰项，第三为高斯白噪声。可见，由于虚数干扰项的存在，使得传统OFDM信道估计算法不再适用于FBMC系统，信道估计的准确度受到影响，所以FBMC-OQAM系统中信道估计算法的关键要解决的是如何消除虚数干扰项或者利用虚数干扰项进行信道估计，才能提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法及系统，利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，能够有效提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。第一方面，提供一种基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，包括以下步骤：利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该方法具体包括以下步骤：在发送端，将导频符号左侧的保护符号替换为数据符号，将数据符号进行缓存及将子载波编号为偶数的数据变换为相反数后，置于导频符号的右侧，得到伪导频数据，消除导频符号左右两侧的虚数干扰。根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述伪导频数据的格式为：导频符号左右两侧数据的排列规律为：子载波编号为偶数时，右侧数据是左侧数据的相反数；子载波编号为奇数时，右侧数据与左侧数据相同。根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该方法还包括以下步骤：发送端采用干扰消除算法ICM消除所述导频符号上下两侧的虚数干扰。根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该方法还包括以下步骤：在接收端，经过相位补偿后，得到伪导频符号，用公式表示如下：其中，c为时频格点导频符号，表示伪导频符号，p为时频格点的行数，p＝0,1,…,M-1，M为子载波个数，j为虚数单位，a表示某时刻导频符号的数值，β表示干扰权重系数，mod代表求余运算。第二方面，提供一种基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计系统，包括发送端和接收端，该系统利用固有虚数干扰增强接收端的伪导频能量，提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述发送端将导频符号左侧的保护符号替换为数据符号，将数据符号进行缓存及将子载波编号为偶数的数据变换为相反数后，置于导频符号的右侧，得到伪导频数据，消除导频符号左右两侧的虚数干扰。根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述伪导频数据的格式为：导频符号左右两侧数据的排列规律为：子载波编号为偶数时，右侧数据是左侧数据的相反数；子载波编号为奇数时，右侧数据与左侧数据相同。根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述发送端采用ICM算法消除所述导频符号上下两侧的虚数干扰。根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述接收端经过相位补偿后，得到伪导频符号，用公式表示如下：其中，c为时频格点导频符号，表示伪导频符号，p为时频格点的行数，p＝0,1,…,M-1，M为子载波个数，j为虚数单位，a表示某时刻导频符号的数值，β表示干扰权重系数，mod代表求余运算。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术实施例参考了经典IAM算法的中间导频排列，提出了一种高效频谱的块状导频估计算法IAM-EP，利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，以提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。经过测试，本专利技术实施例提供的IAM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于下一代无线波形FBMC‑OQAM的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，提高FBMC‑OQAM的信道估计准确度。

【技术特征摘要】
1.一种基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：利用固有虚数干扰增强接收端伪导频能量，提高FBMC-OQAM的信道估计准确度。2.如权利要求1所述的基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：在发送端，将导频符号左侧的保护符号替换为数据符号，将数据符号进行缓存及将子载波编号为偶数的数据变换为相反数后，置于导频符号的右侧，得到伪导频数据，消除导频符号左右两侧的虚数干扰。3.如权利要求2所述的基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，其特征在于：所述伪导频数据的格式为：导频符号左右两侧数据的排列规律为：子载波编号为偶数时，右侧数据是左侧数据的相反数；子载波编号为奇数时，右侧数据与左侧数据相同。4.如权利要求2所述的基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：发送端采用干扰消除算法ICM消除所述导频符号上下两侧的虚数干扰。5.如权利要求2所述的基于下一代无线波形FBMC-OQAM的信道估计方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：在接收端，经过相位补偿后，得到伪导频符号，用公式表示如下：其中，c为时频格点导频符号，表示伪导频符号，p为时频格点的行数，p＝0,1,…,M-1，M为子载波个数，j为虚数单位，a表示某时刻导频符号的数值，β表示干扰权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，张新全，何炜，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42