梳状导频OFDM系统信道估计方法技术方案

本发明专利技术公开一种梳状导频OFDM系统信道估计方法，包括：预设迭代循环次数阈值；采用长、短前导码对接收信号进行OFDM同步，并预设循环次数计数初值；从接收信号的同步位置后提取每个数据符号；利用每个数据符号中的导频进行基扩展模型的系数估计，之后计算时域相应数据符号的信道估计值；执行信道频域均衡、解调制、解交织和解码，得到解码后的发送信号，更新循环次数计数；若循环次数计数小于预设的迭代循环次数阈值，则对得到的发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回重复信道估计；否则若迭代循环前后算法非收敛，则调整同步位置，并预设循环次数初值，重新执行信道估计；否则，完成信道估计，输出解码后的发送信号。本发明专利技术能够提高高速移动无线信道的信道估计的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种高速移动信道环境下的梳状导频OFDM系统信道估计方法。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，人们对接收信号的准确性提出了更高的要求，然而发送信号通过无线信道传输后，通常都有衰落和失真，为了使接收端能接收并检测出正确的发送信号，了解信道的相关参数并采取措施进行信道衰落补偿很有必要，信道估计就是在这种情况下出现的一种改进无线通信质量的技术。IEEE802.11p协议是在IEEE802.11a协议基础上演变而来的，因此，基于IEEE802.11a的无线局域网正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，简称OFDM)系统的信道估计方法，是目前梳状导频OFDM系统应用最广泛的信道估计方法。该方法采用的帧结构根据无线局域网(IEEE802.11a/p)协议规定，其帧结构如图1所示，其中前10个符号(symbol)是短训练序列，即短前导码，用于粗同步，而后面两个符号是长训练序列，即长前导码，用于信道估计和细频偏估计，GI2是保护时隙。其信道估计的两种常用方法包括：方法一、利用长前导码采用LS(最小二乘法)方法进行信道的初始估计，采用后续数据符号中的导频进行相位跟踪，修正信道估计值；方法二、采用线性最小均方差(linearminimummean-squareerror，简称LMMSE)方法计算导频位置处的信道估计值，之后采用插值方法(线性插值、拉格朗日插值、三次样条插值等)或基于DFT(数字傅里叶变换)内插法，从导频位置的信道估计值，得到整个数据符号所有载波位置的信道估计值。上述方法在低速环境或固定不变的环境中，表现很好。但是在高速移动的情况下，由于多普勒频移和信道快速时间选择性衰落导致了OFDM系统的通信质量大幅度下降，上述信道估计方法不再适用。
技术实现思路
为克服上述信道估计方法在高速移动环境下不能适用的问题，本专利技术提供一种梳状导频OFDM系统信道估计方法，以使在高速移动环境下也能够提供较好的信道估计。本专利技术提供的一种梳状导频OFDM系统信道估计方法，包括：步骤1、预设迭代循环次数阈值；步骤2、采用长、短前导码对接收信号进行OFDM同步，并预设循环次数计数初值；步骤3、从接收信号的同步位置后提取每个数据符号；步骤4、根据提取的每个数据符号中的导频进行基扩展模型的系数估计之后计算时域相应数据符号的信道估计值；步骤5、执行信道均衡；步骤6、执行信道的解调制、解交织和解码，得到解码后的发送信号，更新循环次数计数；步骤7、若循环次数计数小于预设的迭代循环次数阈值，则对解码后的发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回执行步骤4；否则执行步骤8；步骤8、若迭代循环前后两次算法非收敛，则调整同步位置，并预设循环次数初值，执行步骤3；否则，完成信道估计，输出解码后的发送信号。在一实施例中，还包括：步骤31、判断循环次数是否为预设的循环次数计数初值，若循环次数计数为预设的循环次数计数初值，则步骤3之后直接执行步骤4，否则，对每个数据符号中的导频数据进行载波间干扰消除之后再执行步骤4；相应的，步骤7中对得到的发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回执行步骤4，具体为：对解码后的发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回执行步骤31。在一实施例中，步骤1中还包括预设均方差阈值，则步骤8中确定迭代循环前后算法是否收敛是通过判断迭代循环前后两次的解码数据之间的均方差是否小于预设的均方差阈值。在一实施例中，步骤4中的系数估计采用基扩展模型结合LMMSE准则的信道估计方法。其中，所述基扩展模型可为复指数基函数、多项式基函数或椭球基函数。本专利技术通过采用不同数据符号对应不同的信道估计值的方法，使得计算出的信道估计值可以反映高速移动信道的变化，从而使估计更加准确；通过迭代循环方法不断逼近，也使得估计值更加准确，而且本专利技术的上述迭代算法可以采用专用数据处理器或硬件实现，因此适用于快速移动的信道估计。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为IEEE802.11p协议的帧结构示意图(与IEEE802.11a帧结构相同，每个符号的时间不同)；图2为本专利技术实施例一提供的梳状导频OFDM系统信道估计方法的流程图；图3为本专利技术实施例二提供的梳状导频OFDM系统信道估计方法的流程图；图4为本专利技术梳状导频OFDM系统信道估计方法应用实施例的仿真结果示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的技术方案更加清楚，以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。图2为本专利技术实施例一提供的梳状导频OFDM系统信道估计方法的流程图，该方法包括：步骤1、预设迭代循环次数阈值。通过预设迭代循环次数阈值，保证后续循环的退出机制。一般循环次数可在2～5次之间选择。步骤2、采用长、短前导码对接收信号进行OFDM同步，并预设循环次数计数初值。步骤3、从接收信号的同步位置后提取每个数据符号；步骤4、根据提取的每个数据符号中的导频进行基扩展模型的系数估计，之后计算时域相应数据符号的信道估计值；在传统梳状导频的OFDM系统中，信道估计一种是利用长前导码采用LS(最小二乘法)方法进行信道的初始估计，采用后续数据符号中的导频进行相位跟踪，修正每个符号的信道估计值；另一种是利用导频位置的信道估计值，采用插值方法得到各个数据符号所有载波位置的信道估计值，这两种方法都不能准确反映信道各个数据符号的信道估计值。相比之下，本专利技术在该步骤中，信道估计是不同的数据符号对应不同的导频，利用相应的导频得到基扩展模型系数，从而得到不同的数据符号的时域信道估计值，因此计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种梳状导频OFDM系统信道估计方法，其特征在于，包括：步骤1、预设迭代循环次数阈值；步骤2、采用长、短前导码对接收信号进行OFDM同步，并预设循环次数计数初值；步骤3、从接收信号的同步位置后提取每个数据符号；步骤4、根据提取的每个数据符号中的导频进行基扩展模型的系数估计之后计算时域相应数据符号的信道估计值；步骤5、执行信道均衡；步骤6、执行信道的解调制、解交织和解码，得到解码后的发送信号，更新循环次数计数；步骤7、若循环次数计数小于预设的迭代循环次数阈值，则对解码后的发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回执行步骤4；否则执行步骤8；步骤8、若迭代循环前后算法非收敛，则调整同步位置，并预设循环次数初值，执行步骤3；否则，完成信道估计，输出解码后的发送信号。

【技术特征摘要】
1.一种梳状导频OFDM系统信道估计方法，其特征在于，包括：
步骤1、预设迭代循环次数阈值；
步骤2、采用长、短前导码对接收信号进行OFDM同步，并预设循环次
数计数初值；
步骤3、从接收信号的同步位置后提取每个数据符号；
步骤4、根据提取的每个数据符号中的导频进行基扩展模型的系数估计
之后计算时域相应数据符号的信道估计值；
步骤5、执行信道均衡；
步骤6、执行信道的解调制、解交织和解码，得到解码后的发送信号，
更新循环次数计数；
步骤7、若循环次数计数小于预设的迭代循环次数阈值，则对解码后的
发送信号执行信道编码、交织和调制后作为新的接收信号，并返回执行步骤
4；否则执行步骤8；
步骤8、若迭代循环前后算法非收敛，则调整同步位置，并预设循环次
数初值，执行步骤3；否则，完成信道估计，输出解码后的发送信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
步骤31、判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：金婕，邓琛，孔勇，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31