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基于循环前缀的盲信道长度估计方法

阅读：1030发布：2020-08-28

专利汇可以提供基于循环前缀的盲信道长度估计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且基于循环前缀的盲信道长度估计方法是一种适用于正交频分复用系统信道最大时延扩展的盲估计方法，该估计方法为：1）分别以接收符号的第个采样点为起点进行长度为的快速傅立叶变换，得到个频域信号；2）对每个频域信号的每个子载波按偏移量和子载波序号进行相应的相位补偿；3）前面个频域信号分别与第个频域信号相减，得到个长度为的差信号；4）求个差信号的平均功率；5）对接下来的个接收符号分别实施步骤1到步骤4的计算过程，得到总共组数据，每组数据由个平均功率组成；6）求个平均功率在组数据中的均值，得到个平均值；7）计算个平均值的变化率；8）具有最大值的变化率所对应的位置再加1即为信道的最大时延扩展。，下面是基于循环前缀的盲信道长度估计方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于循环前缀的盲信道长度估计方法，其特征在于该方法为：
1）、分别以接收符号的第1,2，...,G+1个采样点为起点进行长度为N的快速傅立叶变换，得到G+1个频域信号；
2）、对每个频域信号的每个子载波按偏移量和子载波序号进行相应的相位补偿；
3）、前面G个频域信号分别与第G+1个频域信号相减，得到G个长度为N的差信号；
4）、求G个差信号的平均功率；
5）、对接下来的M-1个接收符号分别实施步骤1）到步骤4）的过程，得到总共M组数据，每组数据由G个平均功率组成；
6）、求G个平均功率在M组数据中的均值，得到G个平均值；
7）、计算G个平均值的变化率；
8）、具有最大值的变化率所对应的位置再加1即为信道的最大时延扩展；
其中，N为OFDM系统的子载波数；G为循环前缀的长度；M为OFDM系统的平均长度；为了消除符号间的干扰，循环前缀的长度大于无线多径衰落信道的最大时延扩展。

说明书全文

基于循环前缀的盲信道长度估计方法

技术领域

[0001] 本发明是一种应用于正交频分复用（OFDM）系统信道最大时延扩展的盲估计方法，属于移动通信中的信道估计领域。

背景技术

[0002] 信道估计是移动通信系统进行相干解调的前提。为了能够支持高速数据业务，未来移动通信系统将采用宽带、多（收、发）天线的系统，而OFDM是未来移动通信系统的重要候选方案。在OFDM系统中，为了消除符号间的干扰（ISI），每个OFDM符号前面都要插入循环前缀。循环前缀是符号尾部的复制，并大于无线多径衰落信道的最大时延扩展。在接收端，要进行相干解调，必须估计信道参数。为了达到一定的频谱利用率，OFDM系统可以采用盲的信道估计方法。在进行盲信道估计的时候，多径信道的最大时延扩展及信道长度是一个非常重要的参数，它对估计结果的精度以及算法的复杂度都有很大的影响。本发明利用OFDM符号具有循环结构的特点，提出了一种盲的信道长度估计方法。该方法的计算复杂度低，估计精度高，能为后续的盲信道估计提供了有效的先验信息。

发明内容

[0003] 技术问题: 本发明的目的是提供一种基于循环前缀的盲参数估计方法，并据此进一步提供一种快速可靠、估计精度高、实现复杂度低、适用于OFDM系统的盲信道长度估计方法。

[0004] 技术方案: 本发明的基于循环前缀的盲信道长度估计方法为：

[0005] 1）、分别以接收符号的第个采样点为起点进行长度为的快速傅立叶变换，得到个频域信号；

[0006] 2）、对每个频域信号的每个子载波按偏移量和子载波序号进行相应的相位补偿；

[0007] 3）、前面个频域信号分别与第个频域信号相减，得到个长度为的差信号；

[0008] 4）、求个差信号的平均功率；

[0009] 5）、对接下来的个接收符号分别实施步骤1）到步骤4）的计算过程，得到总共组数据，每组数据由个平均功率组成；

[0010] 6）、求个平均功率在组数据中的均值，得到个平均值；

[0011] 7）、计算个平均值的变化率；

[0012] 8）、具有最大值的变化率所对应的位置再加1即为信道的最大时延扩展。

[0013] 其中，为OFDM系统的子载波数；为循环前缀的长度。为了消除符号间的干扰，循环前缀的长度大于无线多径衰落信道的最大时延扩展。

[0014] 有益效果：

[0015] 1、利用OFDM符号加入循环前缀后形成的循环结构，通过估计多径信道对接收信号的影响，可以在没有任何导频的辅助下获得信道的最大时延扩展信息。

[0016] 2、傅立叶正/反变换存在高效的实现结构和快速的算法，本方法通过采用大量的傅立叶正/反变换，减轻了系统实现复杂度。

[0017] 本发明提出的盲信道长度估计方法能用于包括OFDM在内的各种有循环前缀的分块传输系统。附图说明

[0018] 图1是本发明盲信道长度估计方法结构示意图。

[0019] 图2是基于循环前缀的盲信道长度估计方法的实现装置结构示意图。它包括快速傅立叶变换装置、计算相位补偿后的差值平均功率装置、加法装置、乘法装置、计算归一化变化值装置和最大值搜索装置。

具体实施方式

[0020] 考虑一个OFDM系统所包含的子载波数目为，循环前缀的长度为，平均长度为个OFDM符号。假设采样周期为，包含循环前缀的整个符号的周期即为。分别以每个接收符号的第1个到第个采样点为起点，进行点的快速傅立叶变换。对子载波上的信号进行相位补偿后，计算前面组数据与第组数据差值的平均功率。然后，通过相加装置和乘法装置计算个输入的平均值。接下来，在这些点上计算归一化变化值的绝对值。最后，通过最大值搜索装置估计信道的最大时延扩展信息。

[0021] 具体方法描述如下：

[0022] 以接收的第个OFDM符号的第个采样点为起点，经过FFT变换后，其频域表达式可以写成：

[0023] [公式一]

[0024] 其中，表示子载波序号；表示均值为，方差为的加性白高斯噪声；为信道的频域响应，可以表示为：

[0025] [公式二]

[0026] 这里表示信道可分辨的径数；表示每根径的时延。

[0027] 求相位补偿后的频域信号在对应子载波相减后的平均功率为：

[0028] [公式三]

[0029] 然后，经过个符号的平均，我们得到：

[0030] [公式四]

[0031] 计算每个点归一化的绝对变化值：

[0032] [公式五]

[0033] 寻找具有最大值的，其对应的位置即给出了信道长度的估计值。

[0034] 根据以上描述，可以得到基于噪声子空间的定时同步算法的实现步骤如下：

[0035] 1）、分别以接收符号的第个采样点为起点进行长度为的快速傅立叶变换，得到个频域信号；

[0036] 2）、对每个频域信号的每个子载波按偏移量和子载波序号进行相应的相位补偿；

[0037] 3）、前面个频域信号分别与第个频域信号相减，得到个长度为的差信号；

[0038] 4）、求个差信号的平均功率；

[0039] 5）、对接下来的个接收符号分别实施步骤1）到步骤4）的计算过程，得到总共组数据，每组数据由个平均功率组成；

[0040] 6）、求个平均功率在组数据中的均值，得到个平均值；

[0041] 7）、计算个平均值的变化率；

[0042] 8）、具有最大值的变化率所对应的位置再加1即为信道的最大时延扩展。

[0043] 其中，为OFDM系统的子载波数；为循环前缀的长度。为了消除符号间的干扰，循环前缀的长度大于无线多径衰落信道的最大时延扩展。

[0044] 快速傅立叶变换装置完成公式[一]和[二]中包含的运算，计算相位补偿后的差值平均功率装置完成公式[三]，加法和乘法装置完成公式[四]，计算归一化变化值装置完成公式[五]，最大值搜索装置完成最大值的搜索及信道长度的确定。

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