CN101478507A - 一种信道估计方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道估计方法，该方法适用于信道延时扩展大于CP条件下的CMMB终端，该方法首先对输入的离散导频进行时间方向的插值，然后对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。本发明还公开了一种CMMB终端。应用本发明能够使离散导频的频域分辨率得以提高，从而即使是在长时延扩展条件下也不会发生混叠现象，进而有效提高CMMB终端的信道估计性能。

Description

一种信道估计方法及终端

技术领域

本发明涉及中国移动多媒体广播(CMMB)系统技术，特别涉及一种适用于长时延扩展条件下的CMMB终端的信道估计方法、以及一种CMMB终端。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术在数字宽带广播系统中被广为应用，其优势在于传输速率较大，可以抵抗强的频率选择性衰落，即：可以抵抗长的信道延时扩展。

CMMB系统是一种基于OFDM技术的数字移动多媒体广播系统。为了提高覆盖率和节约成本，广播系统中采用单频组网的方式进行组网，因此，广播系统中的接收终端在长时延扩展条件下稳定可靠工作的能力越强，将越能减小单频组网的难度。

由于采用相干解调，系统需要在信号中加入离散导频，信道估计利用离散导频插值实现。图1为现有携带有离散导频的信号的示意图。图1中，水平方向表示频率方向，竖直方向表示时间方向。现有插值的方法包括：维纳滤波、基于傅立叶变换(FFT)和反傅立叶变换(IFFT)结合的插值、低通或带通滤波插值等。

信道估计是相干解调OFDM系统的关键技术，信道估计性能的好坏直接反应了接收终端在长时延扩展条件下稳定可靠工作的能力。

离散导频越密集(即：离散导频的分辨率越高)，则信道估计的性能越好，相应的传输数据率越低，因此，需要在离散导频数量和传输数据率间取折衷。CMMB系统中，OFDM符号内离散导频的频域分辨率为19.53125KHz，可以分辨的信道延时扩展为51.2us，而CMMB系统的循环前缀(CP)长度也是51.2us，因此，当信道延时扩展超过CP长度时将产生混叠现象。

图2为信道延时扩展超过CP长度时引起的混叠现象示意图。图2所示示例中，第一个有效径与最后一个有效径之间的距离为70us，即：信道延时扩展为70us，已经超出了可以分辨的最大信道延时扩展51.2us，因此，将引起径的混叠，从而出现如图中示出的虚假的径。混叠现象将导致信道估计性能下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种信道估计方法，适用于长时延扩展条件下的CMMB终端，用以提高信道估计的性能。

本发明的另一个主要目的在于提供一种CMMB终端，用于在长时延扩展条件下进行信道估计，以提高信道估计的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种信道估计方法，用于信道延时扩展大于循环前缀CP条件下的中国移动多媒体广播CMMB终端，该方法包括：

A、对输入的离散导频进行时间方向的插值；

B、对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

上述技术方案中，步骤A中所述输入的离散导频的频域分辨率可以为19.53125KHz；步骤B中所述经时间方向插值之后的离散导频的频域分辨率可以为9.765625KHz。

所述步骤A可以进一步包括：基于多普勒频谱的一维维纳滤波进行所述时间方向的插值或基于多项式进行所述时间方向的插值。

所述步骤B可以进一步包括：

B1、设计基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍的低通滤波器；

B2、将所述低通滤波器变换为带通滤波器，使得所述带通滤波器的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置；

B3、采用所述带通滤波器对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

所述带通滤波器可以采用Polyphase滤波器方式实现。

该方法可以进一步包括：预先设置特定的子载波位置；

步骤B所述进行频率方向的插值可以进一步包括：根据所述预先设置的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值。

所述步骤B可以进一步包括：

B1’、对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

B2’、在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

B3’、将所述加窗的结果变换到频域。

一种中国移动多媒体广播CMMB终端，用于在信道延时扩展大于循环前缀CP条件下进行信道估计，包括：第一插值模块和第二插值模块；

所述第一插值模块，用于对输入的离散导频进行时间方向的插值；

所述第二插值模块，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

较佳地，所述输入第一插值模块的离散导频的频域分辨率可以为19.53125KHz；所述输入第二插值模块的经时间方向插值之后的离散导频的频域分辨率可以为9.765625KHz。

所述第一插值模块，可以进一步用于基于多普勒频谱的一维维纳滤波进行所述时间方向的插值或基于多项式进行所述时间方向的插值。

所述第二插值模块中可以进一步包括：低通滤波器和带通滤波器；

所述低通滤波器的基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍；

所述带通滤波器为所述低通滤波器的变换，所述带通滤波器的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

所述带通滤波器可以为采用Polyphase滤波器方式实现的带通滤波器。

所述第二插值模块中可以进一步包括：存储单元；

所述存储单元，用于存储预先设置的特定的子载波位置；

所述带通滤波器，进一步用于根据所述存储单元存储的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值。

较佳地，所述第二插值模块中还可以进一步包括：反傅立叶变换单元、加窗单元和频域变换单元；

所述反傅立叶变换单元，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

所述加窗单元，用于在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

所述频域变换单元，用于将所述加窗的结果变换到频域。

由上述技术方案可见，本发明提供的信道估计方法，通过先进行时间方向的插值，使得离散导频的频域分辨率得以提高，然后再进行频率方向的插值，使得即使是在长时延扩展条件下，也不会发生混叠现象，从而有效提高了CMMB终端的信道估计性能。

相应地，本发明提供的CMMB终端，首先通过第一插值模块对输入的离散导频进行时间方向的插值，然后通过第二插值模块对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值，使得即使是在长时延扩展条件下，也不会发生混叠现象，从而有效提高了CMMB终端的信道估计性能。

附图说明

图1为现有携带有离散导频的信号的示意图；

图2为现有信道延时扩展超过CP长度时引起的混叠现象示意图；

图3为本发明信道估计方法的流程示意图；

图4为本发明对离散导频进行时间方向的插值的示意图；

图5为采用本发明方法在信道延时扩展超过CP长度时避免产生混叠现象的效果示意图；

图6为本发明对经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值的示意图；

图7为本发明一较佳CMMB终端的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的主要思想是通过先进行时间方向的插值，使得离散导频的频域分辨率得以提高，然后再进行频率方向的插值，使得即使是在长时延扩展条件下，也不会发生混叠现象，从而有效提高CMMB终端的信道估计性能。

图3为本发明信道估计方法的流程示意图。参见图3，该方法适用于信道延时扩展大于CP条件下的CMMB终端，该方法包括以下步骤：

步骤301：对输入的离散导频进行时间方向的插值。

对于CMMB系统来说，本步骤中输入的离散导频的频域分辨率为19.53125KHz，可以分辨的信道延时扩展为51.2us。本步骤对所述离散导频进行时间方向的插值，将所述离散导频的频域分辨率提高至9.765625KHz，如此，使得其可以分辨的信道延时扩展增大至102.4us，从而能够有效地避免混叠现象的产生。

图4为本发明对离散导频进行时间方向的插值的示意图。图5为采用本发明方法在信道延时扩展超过CP长度时避免产生混叠现象的效果示意图。

本步骤中，可以基于某种多普勒频谱的一维维纳滤波进行时间方向的插值，例如：基于jake、高斯或均匀分布等进行时间方向的插值，或者，也可以基于多项式进行时间方向的插值。这些插值的具体实现方法属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。

步骤302：对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

本步骤中需要对经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值，以下介绍两种较佳的进行频率方向的插值的方法。

第一种方法包括以下步骤：

第1步：对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

第2步：在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

第3步：将所述加窗的结果变换到频域。

第二种方法包括以下步骤：

第1步：设计基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍的低通滤波器；

第2步：将所述低通滤波器变换为带通滤波器，使得所述带通滤波器的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置；

第3步：采用所述带通滤波器对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

为提高计算效率，上述带通滤波器可以采用Polyphase滤波器方式实现。

此外，还可以进一步预先设置特定的子载波位置，如此，在执行本步骤所述进行频率方向的插值时，可以根据所述预先设置的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值，从而实现对插值位置的灵活控制。

图6为本发明对经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值的示意图。

至此，结束本发明图3所示信道估计方法。

对应于本发明上述信道估计方法，本发明还提供了一种CMMB终端，用于在信道延时扩展大于CP条件下进行信道估计。图7为本发明一较佳CMMB终端的组成结构示意图。参见图7，该CMMB终端包括第一插值模块710和第二插值模块720，其中：

所述第一插值模块710，用于对输入的离散导频进行时间方向的插值；

所述第二插值模块720，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

对于CMMB系统来说，所述输入第一插值模块710的离散导频的频域分辨率可以为19.53125KHz，可以分辨的信道延时扩展为51.2us。经第一插值模块710进行时间方向的插值之后，输入第二插值模块720的离散导频的频域分辨率可以提高为9.765625KHz，如此，使得其可以分辨的信道延时扩展增大至102.4us，从而能够有效地避免混叠现象的产生。

图7所示第一插值模块710，可以基于多普勒频谱的一维维纳滤波进行所述时间方向的插值，例如：基于jake、高斯或均匀分布等进行时间方向的插值，也可以基于多项式进行所述时间方向的插值。

图7所示用以实现对经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值的第二插值模块720，可以有以下两种较佳的组成结构：

第一种较佳的组成结构：

所述第二插值模块720中可以进一步包括：低通滤波器721和带通滤波器722，其中：

所述低通滤波器721的基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍；

所述带通滤波器722为所述低通滤波器721的变换，所述带通滤波器722的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

为提高计算效率，所述带通滤波器722可以为采用Polyphase滤波器方式实现的带通滤波器。

在上述组成结构的基础上，所述第二插值模块720中可以进一步包括：存储单元723，所述存储单元723，用于存储预先设置的特定的子载波位置。此时，所述带通滤波器722，可以进一步用于根据所述存储单元723存储的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值，从而实现对插值位置的灵活控制。

第二种较佳的组成结构：

所述第二插值模块720中可以进一步包括：反傅立叶变换单元724、加窗单元725和频域变换单元726，其中：

所述反傅立叶变换单元724，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

所述加窗单元725，用于在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

所述频域变换单元726，用于将所述加窗的结果变换到频域。

由上述实施例可见，本发明通过先进行时间方向的插值，使得离散导频的频域分辨率得以提高，然后再进行频率方向的插值，使得即使是在长时延扩展条件下，也不会发生混叠现象，从而有效提高了CMMB终端的信道估计性能。

相应地，本发明提供的CMMB终端，首先通过第一插值模块对输入的离散导频进行时间方向的插值，然后通过第二插值模块对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值，使得即使是在长时延扩展条件下，也不会发生混叠现象，从而有效提高了CMMB终端的信道估计性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1、一种信道估计方法，用于信道延时扩展大于循环前缀CP条件下的中国移动多媒体广播CMMB终端，其特征在于，该方法包括：

A、对输入的离散导频进行时间方向的插值；

B、对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤A中所述输入的离散导频的频域分辨率为19.53125KHz；

步骤B中所述经时间方向插值之后的离散导频的频域分辨率为9.765625KHz。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括：

基于多普勒频谱的一维维纳滤波进行所述时间方向的插值或基于多项式进行所述时间方向的插值。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

B1、设计基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍的低通滤波器；

B2、将所述低通滤波器变换为带通滤波器，使得所述带通滤波器的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置；

B3、采用所述带通滤波器对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述带通滤波器采用Polyphase滤波器方式实现。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

该方法进一步包括：预先设置特定的子载波位置；

步骤B所述进行频率方向的插值进一步包括：根据所述预先设置的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值。

7、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

B1’、对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

B2’、在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

B3’、将所述加窗的结果变换到频域。

8、一种中国移动多媒体广播CMMB终端，用于在信道延时扩展大于循环前缀CP条件下进行信道估计，其特征在于，包括：第一插值模块和第二插值模块；

所述第一插值模块，用于对输入的离散导频进行时间方向的插值；

所述第二插值模块，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

9、根据权利要求8所述的CMMB终端，其特征在于：

所述输入第一插值模块的离散导频的频域分辨率为19.53125KHz；

所述输入第二插值模块的经时间方向插值之后的离散导频的频域分辨率为9.765625KHz。

10、根据权利要求8或9所述的CMMB终端，其特征在于：

所述第一插值模块，进一步用于基于多普勒频谱的一维维纳滤波进行所述时间方向的插值或基于多项式进行所述时间方向的插值。

11、根据权利要求8或9所述的CMMB终端，其特征在于，所述第二插值模块中进一步包括：低通滤波器和带通滤波器；

所述低通滤波器的基带宽度大于等于信道延时扩展长度的1/2倍；

所述带通滤波器为所述低通滤波器的变换，所述带通滤波器的中心位置在所述信道的第一径和最后一径的中心位置，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行频率方向的插值。

12、根据权利要求11所述的CMMB终端，其特征在于：

所述带通滤波器为采用Polyphase滤波器方式实现的带通滤波器。

13、根据权利要求11所述的CMMB终端，其特征在于，所述第二插值模块中进一步包括：存储单元；

所述存储单元，用于存储预先设置的特定的子载波位置；

所述带通滤波器，进一步用于根据所述存储单元存储的特定的子载波位置，针对所述特定的子载波位置进行频率方向的插值。

14、根据权利要求8或9所述的CMMB终端，其特征在于，所述第二插值模块中进一步包括：反傅立叶变换单元、加窗单元和频域变换单元；

所述反傅立叶变换单元，用于对所述经时间方向插值之后的离散导频进行反傅立叶变换；

所述加窗单元，用于在时域对所述反傅立叶变换的结果加窗，使得所有有效径处于所述窗内；

所述频域变换单元，用于将所述加窗的结果变换到频域。

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