一种改进的基于导频的SIM‑OFDM的信道估计方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的基于导频的SIM‑OFDM的信道估计方法，属于通信抗干扰技术领域，本发明专利技术针对现有SIM‑OFDM通信方法信道估计实施困难的技术问题，提出了一种在静默子载波上插入导频序列来完成信道估计的方法：发送端在静默子载波上插入任意能量的导频序列；接收端对多个接收信号进行统一处理，根据公式

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信抗干扰
，具体涉及一种基于导频的SIM-OFDM的信道估 计方法。
技术介绍
0FDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing)技术是一种无线通信 的高速传输技术，其基本原理是将高速的数据流分解成许多低速率的子数据流，即将信 号分成许多正交的子载波，利用这些相互正交的子载波同时进行传输。该技术利用子载 波对数据进行调制，扩展了符号的脉冲宽度，可以有效地抵抗符号间干扰（Inter-Symbol Interference，ISI)，提高了对抗多径衰落的性能。与传统频分复用（FDM)相比，OFDM不需 要专门的保护频带。虽然频谱之间会有重叠，但是各个载波之间是相互正交的。根据正交 性原理可知，各个载波之间是不存在干扰的，从而大大提高了频谱的利用率。 近来，一种新的多载波通信方式--基于子载波索引调制（Subcarrier Index Modulation, SM)的OFDM系统被提出。对于SM-OFDM系统而言，除了增加了 S頂调制模块 以外，其他的步骤和传统的OFDM系统并没有任何差异。其中，最核心的SIM调制模块采用 了子载波分块的思想。首先将整个多载波连续地分成大小相同的多个子块，每个子块中通 过索引比特来选择其中若干个子载波（称之为激活子载波）来发送数据，而其余的子载波 不发送数据（称之为静默子载波）。由于索引比特本身并不发送，而是隐含在激活子载波的 位置信息中的，所以索引比特并不占用频谱资源。在接收端，通过激活子载波的位置就可以 获得索引比特的信息。 现有的SM-OFDM与传统的OFDM通信方法相比，有着诸多优点，例如SM-OFDM系 统峰值平均功率比更小、对抗子载波间干扰性能更好、误码率更低等，通过选择不同的功率 分配策略还可以节约发射机能量。缺点是由于采用了分块的方式，SIM-OFDM系统无法像 OFDM系统中一样，简单地在固定的位置上插入导频以完成信道估计。SM-OFDM系统中，若 在每个块中的固定位置插入导频，又会产生浪费频谱资源的问题，失掉其本身的优势。
技术实现思路
本专利技术针对现有SIM-OFDM通信方法信道估计实施困难的技术问题，提出了一 种在静默子载波上插入任意能量导频序列来完成信道估计的方法。从而使得既保留了 SIM-OFDM系统本身的优势，又可以利用导频进行信道估计。 本专利技术的一种改进的基于导频的SIM-OFDM的信道估计方法，包括下列步骤： 发送端： 步骤1-1 :对系统的子载波进行分块处理，得到g = N/n个子块，其中N表示系统 的子载波总个数，η表示每个子块的子载波个数，并确定系统的激活子载波； 步骤1-2 :对系统的每个子块，由激活子载波携带发送数据，静默子载波携带导频 数据，且每个子块中的导频数据均相同； 接收端：【主权项】1. 一种改进的基于导频的SIM-OFDM的信道估计方法，其特征在于，包括下列步骤： 发送端： 步骤1-1 :对系统的子载波进行分块处理，得到g=N/n个子块，其中N表示系统的子 载波总个数，n表示每个子块的子载波个数，并确定系统的激活子载波； 步骤1-2 :对系统的每个子块，由激活子载波携带发送数据，静默子载波携带导频数 据，且每个子块中的导频数据均相同； 接收端： 步骤2-1 :初始信道估计： 对m个接收信号乙求平均得到平均信号，其中r= 1，2,. . .，m， m$ 1/floppier'fd_lCT表示多普勒频率； 根据公式得到预处理接收信号f，其中k表示系统的每个子块的激活子载 波个数，将导频数据P=T扩展至与预处理接收信号f的维数相同，得到扩展 导频矩阵，其中i= 1，2,…，g，j= 1，2,…，11，用Pi表示导频数据P中的每个元 素，则矩阵#中各元素t的取值为斤，=€ ; 根据公式得到平均信道频域响应#，由平均信道频域响应/7得到m个接收信号 的信道估计值，其中&.=冷，r= 1，2,. . .，m; 步骤2-2 :导频位置判断： 基于信道估计值#对接收信号Y=[YiY2…YJ进行均衡处理得到均衡信号采用与发送端相同的分块方式，将各均衡信号I,分成g个子块，每个子块包含n个子 载波，其中r= 1，2,. ..，m; 分别计算均衡信号尤.的每个子块中n个子载波上的数据与当前子块对应的导频数据 之间的欧式距离，查找欧式距离最小的n-k个子载波位置作为当前子块的导频位置，由g个 子块的导频位置构成导频位置集合L，由m个导频位置集合L得到导频位置集合L，基于导 频位置集合L获取导频位置处的频域接收信号Yp=[YyYp，2…YP，J; 步骤2-3 :更新信道估计值泠：基于导频位置处的频域接收信号YP、导频位置集合L和 导频数据P进行信道估计，得到更新后的信道估计值//。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，重复执行步骤2-2和2-3,直到重复次数大 于或等于预设阈值T。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设阈值T的取值范围为1~3。4. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2-2中所述的均衡处理方法为：破 零均衡方法或线性最小均方误差均衡方法。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤2-3所述信道估计方法为：线性最 小二乘估计方法或线性最小均方误差估计方法。【专利摘要】本专利技术公开了一种改进的基于导频的SIM-OFDM的信道估计方法，属于通信抗干扰
，本专利技术针对现有SIM-OFDM通信方法信道估计实施困难的技术问题，提出了一种在静默子载波上插入导频序列来完成信道估计的方法：发送端在静默子载波上插入任意能量的导频序列；接收端对多个接收信号进行统一处理，根据公式得到平均信道频域响应，基于得到多个接收信号的初步信道估计值，再基于当前信道估计值对接收信号做均衡处理后再进行导频位置检测，从而基于导频位置、导频数据和导频位置处的频域接收信号对信道估计进行更新。本专利技术用于SIM-OFDM系统的信道估计及对频域接收信号的数据解调，既保留了SIM-OFDM系统本身的优势，又可以利用导频进行信道估计，为最终的检测算法提供依据。【IPC分类】H04L27-26, H04L25-02【公开号】CN104780130【申请号】CN201510201981【专利技术人】但黎琳, 彭雨晨, 马千里, 孙兆杰, 肖悦, 郭万曹 【申请人】电子科技大学【公开日】2015年7月15日【申请日】2015年4月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的基于导频的SIM‑OFDM的信道估计方法，其特征在于，包括下列步骤：发送端：步骤1‑1：对系统的子载波进行分块处理，得到g＝N/n个子块，其中N表示系统的子载波总个数，n表示每个子块的子载波个数，并确定系统的激活子载波；步骤1‑2：对系统的每个子块，由激活子载波携带发送数据，静默子载波携带导频数据，且每个子块中的导频数据均相同；接收端：步骤2‑1：初始信道估计：对m个接收信号Yr求平均得到平均信号其中r＝1,2,...,m，m≤1/fdoppler，fdoppler表示多普勒频率；根据公式得到预处理接收信号其中k表示系统的每个子块的激活子载波个数，将导频数据P＝[P1 P2 … Pg]T扩展至与预处理接收信号的维数相同，得到扩展导频矩阵其中i＝1,2,…,g，j＝1,2,…,n，用Pi表示导频数据P中的每个元素，则矩阵中各元素的取值为根据公式得到平均信道频域响应由平均信道频域响应得到m个接收信号的信道估计值其中r＝1,2,...,m；步骤2‑2：导频位置判断：基于信道估计值对接收信号Y＝[Y1 Y2 … Ym]进行均衡处理得到均衡信号采用与发送端相同的分块方式，将各均衡信号分成g个子块，每个子块包含n个子载波，其中r＝1,2,...,m；分别计算均衡信号的每个子块中n个子载波上的数据与当前子块对应的导频数据之间的欧式距离，查找欧式距离最小的n‑k个子载波位置作为当前子块的导频位置，由g个子块的导频位置构成导频位置集合Lr，由m个导频位置集合Lr得到导频位置集合L，基于导频位置集合L获取导频位置处的频域接收信号Yp＝[Yp,1 Yp,2 … Yp,m]；步骤2‑3：更新信道估计值基于导频位置处的频域接收信号YP、导频位置集合L和导频数据P进行信道估计，得到更新后的信道估计值...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：但黎琳，彭雨晨，马千里，孙兆杰，肖悦，郭万曹，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51