一种3GPP LTE下行系统中基于导频信号的信道估计方法

摘要

本发明针对3GPP LTE下行系统，提出了一种3GPP LTE下行系统中基于导频信号的信道估计方法，采用时频二维联合维纳迭代滤波的信道估计方法，该方法基于线性最小均方误差(Linear Minimum Mean-Square Error，LMMSE)算法。在本发明中，首先在频域进行基于LMMSE算法的维纳迭代滤波，然后再利用频域估计出来的值在时域进行一次维纳迭代滤波。经过实验测试表明，该信道估计方法能够有效地提高误比特率(Bit Error Rate，BER)性能，与传统的方法相比更加接近于理想信道估计。此外，本发明通过对LMMSE算法进行奇异值分解(Singular Value Decomposition，SVD)来降低算法的运算复杂度，因此本发明提出的信道估计方法不会增加太多的运算复杂度。

主权项

1.一种3GPP LTE下行系统中基于导频信号的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、频域的维纳迭代滤波首先获得同一OFDM符号上参考信号位置处的信道频域响应估计值：${\hat{H}}_{P,\mathrm{LMMSE}}^{\left(1\right)}=R_{H_P{H}_P}{(R_{H_P{H}_P}+\frac{\beta }{\mathrm{SNR}}{I}_P)}^{-1}{\hat{H}}_{P,\mathrm{LS}}---\left(1\right)$式(1)中，表示同一OFDM符号内参考信号处子载波的自相关矩阵，β是由信号星座图决定的常量，SNR为平均信噪比，I_P为单位阵；为参考信号位置处的信道频域响应H_P的LS估计值，下标(·)_P表示传输参考信号的位置。然后对进行基于LMMSE算法的维纳迭代滤波来减少噪声和干扰对参考信号位置上的信道频率响应估计值的影响，提高误码率性能，维纳迭代滤波后的参考信号位置上的信道频率响应估计值${\hat{H}}_{P,\mathrm{LMMSE}}^{\left(2\right)}=R_{H_P{H}_P}{(R_{H_P{H}_P}+\frac{\beta }{\mathrm{SNR}}{I}_P)}^{-1}{\hat{H}}_{P,\mathrm{LMMSE}}^{\left(1\right)}---\left(2\right)$最后利用经过维纳迭代滤波后的参考信号位置处的信道频域响应估计值估计出同一OFDM符号上所有子载波处的信道频域响应值${\hat{H}}_{F,\mathrm{LMMSE}}=R_{{\mathrm{HH}}_P}{(R_{H_P{H}_P}+\frac{\beta }{\mathrm{SNR}}{I}_P)}^{-1}{\hat{H}}_{P,\mathrm{LMMSE}}^{\left(2\right)}---\left(3\right)$式(3)中，表示同一OFDM符号内所有的子载波和参考信号处的子载波的互相关矩阵；(2)、时域的维纳迭代滤波对第n个子载波上的信道频域响应估计值进行基于LMMSE算法的维纳迭代滤波，以减少相关的残余噪声和提高误码率性能：${\tilde{H}}_{F,\mathrm{LMMSE}}^{\left(n\right)}=R_{H_P{H}_P}^{\left(n\right)}{(R_{H_P{H}_P}^{\left(n\right)}+\frac{\beta }{\mathrm{SNR}}{I}_L)}^{-1}{\hat{H}}_{F,\mathrm{LMMSE}}^{\left(n\right)}---\left(4\right)$式(4)中，是一个子帧中第n个子载波上所有包含参考信号的OFDM符号之间的自相关矩阵，I_L是单位矩阵，L表示每一子帧中包含参考信号的OFDM符号数目；利用维纳迭代滤波之后的信道频率响应估计值估计出每一子帧中所有OFDM符号第n个子载波处的信道频率响应值${\hat{H}}_{T,\mathrm{LMMSE}}^{\left(n\right)}=R_{{\mathrm{HH}}_P}^{\left(n\right)}{(R_{H_P{H}_P}^{\left(n\right)}+\frac{\beta }{\mathrm{SNR}}{I}_L)}^{-1}{\tilde{H}}_{F,\mathrm{LMMSE}}^{\left(n\right)}---\left(5\right)$其中，是第n个子载波上所有OFDM符号和包含参考信号的OFDM符号之间的互相关矩阵；对所有子载波上的信道频域响应估计值进行上述计算，最终经过频域和时域的维纳迭代滤波得到了所有资源粒子处的信道传输函数值。