CN101699807B - 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法 - Google Patents

低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101699807B
CN101699807B CN 200910198215 CN200910198215A CN101699807B CN 101699807 B CN101699807 B CN 101699807B CN 200910198215 CN200910198215 CN 200910198215 CN 200910198215 A CN200910198215 A CN 200910198215A CN 101699807 B CN101699807 B CN 101699807B
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
frequency
pilot
doppler
zero
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200910198215
Other languages
English (en)
Other versions
CN101699807A (zh
Inventor
周小平
方勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN 200910198215 priority Critical patent/CN101699807B/zh
Publication of CN101699807A publication Critical patent/CN101699807A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101699807B publication Critical patent/CN101699807B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法，该方法在发射端高斯分布导频数据和待传输数据按时频随机插入方式进行复用；在接收端以远低于奈奎斯特频率进行随机降采样、复用，将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据送入进行压缩感知信道重建，得到信道时延-多普勒稀疏域的S个非零信道值后，再经过除S个非零位置信道系数补零和时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有子载波的信道参数。该方法以远低于奈奎斯特频率进行随机降采样，利用压缩感知信道重建滤除噪声，以提高低信噪比和低密度导频分布条件下的OFDM快变信道参数估计精度，能够实现高精度的信道参数估计和跟踪，其估计计算复杂度低、误码率低。

Description

低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法
技术领域
本发明涉及的是无线通信中的信号处理方法，特别是涉及一种低密度导频分布的OFDM（正交频分复用）快变信道估计方法。
背景技术
随着第三代、后三代和未来移动通信系统的不断演进，无线通信系统将会提供越来越高的数据速率和更加可靠的通信QoS保障。同时，用户终端所处的环境随着现代科技的进步也将会越来越复杂，高速移动和各种多径反射条件决定了无线通信系统必须能够适应这些恶劣的传输环境。正交频分复用系统能够将宽带多径频率选择性信道变成一组卷积的并行窄带频率平坦性衰落信道，具有能够有效消除多径干扰、自适应数据速率调整方便、均衡过程简单和频谱效率高的特点，已经成为未来移动通信系统中的物理层中的核心传输技术之一。如中国发明专利申请公开了“一种OFDM时变信道测计方法”（专利申请号为200810036411.0），该方法采用多相滤波技术滤除噪声以提高低信噪比条件下的OFDM快变信道参数估计精度。并使用FFT技术来估计各个子载波抽样位置上的信道频域系数值，达到实现OFDM快变信道估计系统具有计算复杂度低、误码率低和频谱利用率高的特点。但是，该方法在快变、低信噪比和低密度导频分布条件下实现高精度的信道参数估计，低信噪比和低密度导频分布条件决定了信道参数估计的精度很难达到实际使用要求，而实际环境决定了在使用中无法得到准确的信道统计特性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法，该方法在接收端以远低于奈奎斯特频率进行随机降采样，进行压缩感知信道重建滤除噪声处理，能够实现高精度的信道参数估计和跟踪，进而实现误码率低、频谱利用率高的要求。
为了达到上述的目的，本发明采用了下述技术方案：
一种低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法，该方法在发射端产生与OFDM抽样子载波中心频点相同的高斯分布导频数据，并和发射端待传输数据按照时频随机插入方式进行复用；在接收端以低于奈奎斯特频率进行随机降采样、复用，将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据                                                送入进行压缩感知信道重建，得到信道时延-多普勒稀疏域的
Figure 545373DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道值
Figure 944124DEST_PATH_IMAGE003
后，再经过除
Figure 108389DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数补零和时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有的子载波位置上对应的信道参数，其特征在于：上述将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据，经过压缩感知信道重建，得到时延-多普勒稀疏域的个非零信道值
Figure 206292DEST_PATH_IMAGE003
，其具体步骤如下：
 (1)、设计快变信道时延-多普勒稀疏域
Figure 744721DEST_PATH_IMAGE004
，其中
Figure 208063DEST_PATH_IMAGE005
为傅立叶变换，
Figure 487211DEST_PATH_IMAGE006
， 
Figure 985188DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 428939DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 645156DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 527662DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 817829DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 494798DEST_PATH_IMAGE012
为最大多普勒频移，抽样时间间隔，
Figure 556612DEST_PATH_IMAGE014
，为一正整数，根据实际环境调节；
(2)、将导频数据和时延-多普勒稀疏域进行数值最优问题准确重构处理：，
Figure 739965DEST_PATH_IMAGE017
为向量的零范数，得到
Figure 901957DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数数据进行幅度相位联合抽取；
(3)、得到初始信道时延-多普勒稀疏域估计数据后再经过除
Figure 229033DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数补
Figure 513384DEST_PATH_IMAGE018
个零；
(4)、将
Figure 598014DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道系数
Figure 626013DEST_PATH_IMAGE018
个零进行时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有子载波位置上对应的信道参数。
本发明的低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出特点与显著优点：
该方法在接收端以远低于奈奎斯特频率进行随机降采样，利用压缩感知信道重建滤除噪声，以提高低信噪比和低密度导频分布条件下的OFDM快变信道参数估计精度，并使用数值最优化问题准确重构各个子载波抽样位置上的信道频域系数值，因此，能够实现高精度的信道参数估计和跟踪，其估计计算复杂度低、误码率低、频谱利用率高。
 附图说明
 [0006] 图1为本发明的低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法的流程示意图；
图2 为本发明中发射端有效数据和导频数据复用的具体格式示意图；
图3为图1中步骤(7)所述的得到时延-多普勒稀疏域的
Figure 807596DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道值
Figure 200531DEST_PATH_IMAGE003
的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细的说明。
如图1、2所示，本发明的低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法的一个实施例具体步骤描述如下：
A、信源数据进行信道编码，调制，串并转换，变成
Figure 100354DEST_PATH_IMAGE020
个子载波格式的待传输有效数据
Figure 666464DEST_PATH_IMAGE022
，其中，B为OFDM的频域子载波抽样间隔，
Figure 637307DEST_PATH_IMAGE024
表示N除以B之后的结果向下取整，B的取值由传输无线信道的时延最大扩展值来决定；
B、生与信道频域抽样位置相对应的子载波高斯导频数据
Figure 263460DEST_PATH_IMAGE026
，其中
Figure 322683DEST_PATH_IMAGE028
为载波频率，
Figure 630168DEST_PATH_IMAGE030
采样频率间隔，
Figure 786343DEST_PATH_IMAGE032
导频信号幅度，
Figure 583397DEST_PATH_IMAGE034
为方差，产生导频数据的长度由OFDM传输系统帧结构来决定；
C、导频数据与待传输数据结构按照时频低密度导频分布随机插入方式进行数据导频复用，组成OFDM传输数据帧
Figure 129916DEST_PATH_IMAGE036
；
D、OFDM传输数据帧
Figure 37829DEST_PATH_IMAGE036
进行N点FFT处理，加入循环前缀后经过模拟射频处理后通过发射出去，加入循环前缀的长度为L点，L的取值由实际的信道条件来决定，本发明取L的点数为信道时延扩展的最大值；
E、FDM接收终端将接收到的信号进行模拟处理并数字化，同时去除循环前缀并做N点FFT处理，得到接收信号数据帧
Figure 48511DEST_PATH_IMAGE038
；
F、接收信号数据帧
Figure 16467DEST_PATH_IMAGE038
按照上述步骤（C）所述的按照时频低密度导频分布随机插入方式进行随机降采样解复用，将对应OFDM频域抽样位置上的接收导频数据
Figure 50282DEST_PATH_IMAGE040
和传输有效数据
Figure 761886DEST_PATH_IMAGE042
分离出来，其中
Figure 892653DEST_PATH_IMAGE044
为对应导频抽样点上的信道系数；
G、上述将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据
Figure 31510DEST_PATH_IMAGE040
，经过压缩感知信道重建，得到时延-多普勒稀疏域的
Figure 287042DEST_PATH_IMAGE046
个非零信道值
Figure 802337DEST_PATH_IMAGE048
，如图2所示，其具体步骤如下：
 (1)、设计快变信道时延-多普勒稀疏
Figure 787611DEST_PATH_IMAGE050
，其中
Figure 35052DEST_PATH_IMAGE052
为傅立叶变换，
Figure 840197DEST_PATH_IMAGE054
， 
Figure 893604DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure 733384DEST_PATH_IMAGE058
，
Figure 151727DEST_PATH_IMAGE060
，
Figure 709747DEST_PATH_IMAGE062
，
Figure 301266DEST_PATH_IMAGE064
，
Figure 261131DEST_PATH_IMAGE066
为最大多普勒频移，
Figure 847446DEST_PATH_IMAGE068
抽样时间间隔，
Figure 627183DEST_PATH_IMAGE070
，
Figure 22393DEST_PATH_IMAGE072
为一正整数，根据实际环境调节；
(2)、将导频数据和时延-多普勒稀疏域进行数值最优问题准确重构处理：
Figure 774448DEST_PATH_IMAGE074
，为向量的零范数，得到
Figure 863944DEST_PATH_IMAGE046
个非零位置信道系数数据进行幅度相位联合抽取；
(3)、得到初始信道时延-多普勒稀疏域估计数据后再经过除个非零位置信道系数补
Figure 669406DEST_PATH_IMAGE078
个零；
(4)、将
Figure 662769DEST_PATH_IMAGE046
个非零信道系数
Figure 417099DEST_PATH_IMAGE078
个零进行时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有的子载波位置上对应的信道参数。
H、得到的时延-多普勒稀疏域的
Figure 419690DEST_PATH_IMAGE046
非零信道值
Figure 880758DEST_PATH_IMAGE048
剩下个系数全部进行置零处理；
I、经过置零处理后得到的
Figure 286649DEST_PATH_IMAGE046
个非零信道值进行时延-多普勒稀疏域反变换处理，得到最终的对应的时刻的N个OFDM 时变信道频域抽样值
Figure 765035DEST_PATH_IMAGE082
；
J、用估计得到的信道频域抽样值
Figure 142926DEST_PATH_IMAGE082
完成OFDM各个子信道上的数据均衡 ，即将接收的传输有效数据
Figure 743672DEST_PATH_IMAGE042
 除以对应位置上的信道频域抽样值
Figure 207014DEST_PATH_IMAGE082
；
K、经过均衡处理后的有效数据进行并串转换，解调和信道译码处理，得到最终恢复信源数据。

Claims (1)

1.一种低密度导频分布的OFDM快变信道估计方法，该方法在发射端产生与OFDM抽样子载波中心频点相同的高斯分布导频数据，并和发射端待传输数据按照时频随机插入方式进行复用；在接收端以低于奈奎斯特频率进行随机降采样、复用，将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据                                                
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE001
送入进行压缩感知信道重建，得到初始信道时延-多普勒稀疏域的
Figure 173165DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道值
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE003
后，再经过除
Figure 776185DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数补零和时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有的子载波位置上对应的信道参数，其特征在于：上述将复用得到的对应导频位置上的接收导频数据，经过压缩感知信道重建，得到时延-多普勒稀疏域的
Figure 567872DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道值
Figure 31214DEST_PATH_IMAGE003
，其具体步骤如下：
 (1)、设计快变信道时延-多普勒稀疏域
Figure 375608DEST_PATH_IMAGE004
，其中
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE005
为傅立叶变换，
Figure 935902DEST_PATH_IMAGE006
， 
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE007
，
Figure 441970DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 468307DEST_PATH_IMAGE010
，
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 350812DEST_PATH_IMAGE012
为最大多普勒频移，
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE013
抽样时间间隔，，
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE015
为一正整数，根据实际环境调节；
(2)、将导频数据和时延-多普勒稀疏域进行数值最优问题准确重构处理：
Figure 442582DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 2009101982158100001DEST_PATH_IMAGE017
为向量的零范数，得到
Figure 693566DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数数据进行幅度相位联合抽取；
(3)、得到初始信道时延-多普勒稀疏域估计数据后再经过除
Figure 379762DEST_PATH_IMAGE002
个非零位置信道系数补
Figure 586753DEST_PATH_IMAGE018
个零；
(4)、将
Figure 762519DEST_PATH_IMAGE002
个非零信道系数
Figure 687750DEST_PATH_IMAGE018
个零进行时延-多普勒稀疏域反变换处理，在频域得到所有的子载波位置上对应的信道参数。
CN 200910198215 2009-11-03 2009-11-03 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法 Expired - Fee Related CN101699807B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910198215 CN101699807B (zh) 2009-11-03 2009-11-03 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910198215 CN101699807B (zh) 2009-11-03 2009-11-03 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101699807A CN101699807A (zh) 2010-04-28
CN101699807B true CN101699807B (zh) 2013-03-06

Family

ID=42148252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910198215 Expired - Fee Related CN101699807B (zh) 2009-11-03 2009-11-03 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101699807B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8787186B2 (en) 2008-12-12 2014-07-22 Blackberry Limited Mobility in a distributed antenna system
CN102624666B (zh) * 2012-03-05 2014-06-25 哈尔滨工程大学 稀疏信道模型下多路收发的正交多载波水声通信循环译码方法
CN103220015B (zh) * 2013-04-18 2015-01-07 电子科技大学 一种基于导频叠加的快跳频接收机、系统及方法
CN103986675B (zh) * 2013-08-20 2018-02-02 广东工业大学 一种快变信道下正交频分复用系统载波频偏估计算法
CN103905350B (zh) * 2014-04-08 2017-01-04 电子科技大学 一种ofdm系统中基于s‑ifft的信道估计方法
CN104022979B (zh) * 2014-06-23 2017-07-18 东南大学 一种联合稀疏信道估计方法、装置及系统
CN106506112B (zh) * 2015-09-08 2020-02-14 华为技术有限公司 反馈信道状态信息的方法和网络设备
CN108370283A (zh) * 2015-12-18 2018-08-03 华为技术有限公司 一种信道统计信息获取方法和接收机
CN107333309B (zh) * 2017-07-07 2020-05-22 北京佰才邦技术有限公司 一种无线信道的切换方法及装置
CN108111455B (zh) * 2017-12-13 2020-07-17 电子科技大学 基于压缩感知的随钻测井数据v-ofdm声波传输方法
CN110971556B (zh) * 2018-09-28 2022-04-12 大唐移动通信设备有限公司 一种无线通信系统的信号处理方法、终端设备及网络设备
CN111064682B (zh) * 2019-12-25 2022-02-25 上海瀚讯信息技术股份有限公司 一种基于数据统计的均方根时延扩展估计方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1705381A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 华为技术有限公司 一种在正交多路频分复用系统中实现信道估计的方法
WO2008027344A2 (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Qualcomm Incorporated Ofdm channel estimation
CN101166171A (zh) * 2007-07-18 2008-04-23 电子科技大学 一种ofdm系统时变信道估计方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1705381A (zh) * 2004-06-01 2005-12-07 华为技术有限公司 一种在正交多路频分复用系统中实现信道估计的方法
WO2008027344A2 (en) * 2006-08-28 2008-03-06 Qualcomm Incorporated Ofdm channel estimation
CN101166171A (zh) * 2007-07-18 2008-04-23 电子科技大学 一种ofdm系统时变信道估计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101699807A (zh) 2010-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101699807B (zh) 低密度导频分布的ofdm快变信道估计方法
CN101267421B (zh) 一种ofdm时变信道测计方法
CN100536448C (zh) 一种联合正交导频设计的mimo-ofdm信道估计方法
CN101945066B (zh) 一种ofdm/oqam系统的信道估计方法
CN103780521B (zh) 一种稀疏度自适应的ofdm系统信道估计方法
TWI422193B (zh) 通道估測裝置與方法
CN103873422B (zh) 水声正交频分复用系统符号内多径干扰消除方法
CN101662434B (zh) 利用导频格式设计的WiMAX信道估计方法
CN101166171B (zh) 一种ofdm系统时变信道估计方法
CN101729456B (zh) 正交频分复用通信系统的信道估计方法
CN108156101B (zh) 一种mimo-scfde系统联合迭代信道估计与迭代均衡方法
CN111327551B (zh) 数据与导频频域复用的超奈奎斯特传输方法及传输装置
CN109600327B (zh) 一种基于虚部干扰利用的信道估计方法
CN102158459A (zh) 基于时频二维训练信息的ofdm块传输方法
CN107483378B (zh) 基于dft的ftn块传输方法、发射机、接收机及系统
CN101997799A (zh) 基于滤波器组的ofdm信道估计方法
CN106972875B (zh) 一种mimo系统下多维联合估计动态稀疏信道的方法
CN103873406A (zh) 水声正交频分复用通信系统帧间干扰消除方法
CN102752253A (zh) 时频域联合处理抑制正交频分复用系统子载波间干扰的方法
CN106027431A (zh) 一种信道估计方法
CN101667982A (zh) 基于平面扩展卡尔曼滤波的WiMAX快衰落ICI消除方法
CN105847192B (zh) 一种动态稀疏信道的联合估计方法
CN107026804A (zh) Mimo‑ofdm系统中基于指数平滑的信道估计方法
CN112383492B (zh) 应用于短波ofdm双选天波信道估计的递归压缩感知方法及系统
CN102611650A (zh) 一种广义多载波系统频域信道估计方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130306

Termination date: 20151103

EXPY Termination of patent right or utility model