CN110808927B - 一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法，该方法在线性插值方法的基础上，采用反馈的方法对2x模式下未知的信道系数进行修正，达到估计系数值的均方误差最小化。与一次的线性插值/多项式插值算法相比，本方法通过多次迭代，提高了11ax系统中信道估计的精度，更好的满足了信号接收的要求。

Description

一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法
技术领域
本发明涉及802.11ax中的数字接收机技术，具体涉及一种在802.11ax中使用的信道估计方法。
背景技术
随着人们对高速率和多媒体数据业务的需求日益增长，人们对高速网速的要求也越来越严苛，下一代的802.11ax协议能够实现对多个接入用户提供高达10Gbps的传输速率。由于MIMO-OFDM系统中的合并分集、相干解调和空时解码都需要准确的知道信道状态信息CSI(Channel State Information)，而信道估计的精度决定了相干解调系统的性能，因此信道估计是MIMO-OFDM系统的关键技术之一。
为了支持11ax的信道估计，类似于11ac,11ax的帧结构中的前导码包含多个HE-LTF符号，其个数等于或大于空间流的总数。由于11ax中的HE-LTF符号最长为16微秒，导致了11ax每个HE-LTF符号的时间开销比11ac大4倍。为了减少这种开销，11ax指定了1x,2x,4x这3种不同的HE-LTF模式，其符号长度分别为4us，8us和16us。除4x模式外，1x和2x模式都需要利用已知的HE-LTF子载波符号进行插值以获得其他所有子载波上的信道估计值。由于在1x和2x模式下，HE-LTF符号内只有1/2或者1/4的已知信号，要获得所有子载波上的信道响应，必须利用已知信号进行插值。根据奈奎斯特采样定理，当已知信号的个数大于信道冲击响应的最大采样长度L时，就可以通过插值方法完全恢复信道的频域响应。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法，提高11ax协议中2x模式下的信道估计的精度。
技术方案：一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法，包括如下步骤：
步骤1：采用LS算法对当前OFDM符号中任意相邻导频信号(p1，p2)进行信道估计，求出该导频信号对应的信道系数(h1，h2)；
步骤2：利用所述信道系数(h1，h2)进行线性插值，设线性插值系数为(w1,w2)，生成导频信号po处的信道系数ho；
步骤3：利用所述信道系数ho对下一个OFDM符号中导频信号po进行信号均衡；
步骤4：将均衡后的信号进行硬判决，得到判决后对应的星座图点；
步骤5：计算星座图点与判决前信号的矢量差的平方和，将所述平方和作为误差，记为e；
步骤6：将误差e作为调整权值，并按照下式对所述线性插值系数(w1,w2)进行调整，得到调整后的线性插值系数(w1,w2)'；
(w1,w2)'＝(w1,w2)+μ×e×(h1,h2)
其中，μ为调整权值；
步骤7：利用调整后的线性插值系数(w1,w2)'，重复步骤1～6，直到步骤5中的误差e变化稳定，得到信道系数最佳估计值ho。
有益效果：本方法解决了11ax协议中2x模式下的信道估计问题，对不同的信噪比的信号，在线性插值方法的基础上，采用反馈的方法对2x模式下未知的信道系数进行修正，达到估计系数值的均方误差最小化。与一次的线性插值/多项式插值算法相比，本方法通过多次迭代，提高了11ax系统中信道估计的精度，更好的满足了信号接收的要求。
附图说明
图1是本发明的方法流程框图；
图2是本发明方法中系数估计值的误差收敛曲线图；
图3是采用和不采用本发明方法的信道系数估计均方误差对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法，包括如下步骤：
步骤1：采用最小二乘算法(LS算法)对当前OFDM符号中任意相邻导频信号(p1，p2)进行信道估计，求出该导频信号对应的信道系数(h1，h2)。
步骤2：利用信道系数(h1，h2)进行线性插值，设线性插值系数为(w1,w2)，生成导频信号po处的信道系数ho。
步骤3：利用信道系数ho对下一个OFDM符号中导频信号po进行信号均衡。
步骤4：将均衡后的信号进行硬判决，得到判决后对应的星座图点。
步骤5：计算星座图点与判决前信号的矢量差的平方和，将平方和作为误差，记为e。
步骤6：将误差e作为调整权值，并按照下式对线性插值系数(w1,w2)进行调整，得到调整后的线性插值系数(w1,w2)'；
(w1,w2)'＝(w1,w2)+μ×e×(h1,h2)
其中，μ为调整权值，一般取0.01。
步骤7：利用调整后的线性插值系数(w1,w2)'，重复步骤1～6，直到步骤5中的误差e变化稳定，得到信道系数最佳估计值ho。
图2为本算法的参数估计的收敛曲线。从图2中可以看出，经过约200个OFDM符号后，参数收敛到最佳值。图3中实线是采用本算法后的估计的导频信号po在不同信噪比下的误差均方值(MSE)，虚线是常规线性插值算法的误差均方值。可见，采用本方法，po的估计误差有了明显的减小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种估计802.11ax协议2x模式信道系数的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采用LS算法对当前OFDM符号中任意相邻导频信号(p1，p2)进行信道估计，求出该导频信号对应的信道系数(h1，h2)；
步骤2：利用所述信道系数(h1，h2)进行线性插值，设线性插值系数为(w1,w2)，生成导频信号po处的信道系数ho；
步骤3：利用所述信道系数ho对下一个OFDM符号中导频信号po进行信号均衡；
步骤4：将均衡后的信号进行硬判决，得到判决后对应的星座图点；
步骤5：计算星座图点与判决前信号的矢量差的平方和，将所述平方和作为误差，记为e；
步骤6：将误差e作为调整权值，并按照下式对所述线性插值系数(w1,w2)进行调整，得到调整后的线性插值系数(w1,w2)'；
(w1,w2)'＝(w1,w2)+μ×e×(h1,h2)
其中，μ为调整权值；
步骤7：利用调整后的线性插值系数(w1,w2)'，重复步骤1～6，直到步骤5中的误差e变化稳定，得到信道系数最佳估计值ho。
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