适用于OFDM的多载波传输的时变信道参数估计方法

摘要

一种适用于OFDM的多载波传输的时变信道参数估计方法，属于移动通信系统领域，涉及OFDM系统中的信道估计技术。本方法达到的目的：1.利用信道变化的线性特性，提出高速时变信道下一种OFDMA链路中导频设计方法；2.采用该导频分配方法和最小平方信道估计算法估计高速时变信道的信道参数。采用该方法能解决OFDM技术在高速移动的环境下所遇到的信道估计的问题，估计误差小，计算复杂度低，并可将其运用到多用户的通信过程中去。

主权项

1.基于时变信道估计算法设计和分析，采用最小平方(LS Least Square)信道估计算法估计信道的特性其特征在于算法的步骤，其算法步骤如下：第一步：选取2M(≥2(L+1))(2M是用户随机占用的数据子载波数，L是信道的最大时延采样值)个导频信号s_i，p(1)，……S_i，p(2M)，这些符号位于子载波p(1)，……，p(2M)处，对接收信号进行组合，构成接收信号的线性方程组$Y=\left[\begin{array}{c}{Y}_{i,p\left(1\right)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ Y_{i,p\left(2M\right)}\end{array}\right]={\mathrm{Ah}}_{\mathrm{ave}}^{\left(i\right)}+{\mathrm{B\alpha }}^{\left(i\right)}+e^{\left(i\right)}={\mathrm{Qh}}^{\left(i\right)}+e^{\left(i\right)}---\left(1\right)$Y为接收信号，为期望信号，Bα⁽ⁱ⁾为导频产生的ICI分量，e⁽ⁱ⁾为信道噪声与非导频信号产生的ICI分量的和，表示信道在第i个OFDMA周期内，延迟为n的冲击响应系数的变化斜率，其中$A=\left[\begin{array}{c}{s}_{i,p\left(1\right)}{b}_{p\left(1\right)}^T\\ ·\\ ·\\ ·\\ s_{i,p\left(2M\right)}{b}_{p\left(2M\right)}^T\end{array}\right],---\left(2\right)$$B=\left[\begin{array}{c}\underset{n\ne p\left(1\right),n=\mathrm{pilot}}{\overset{N-1}{\underset{n=0}{\Sigma }}}{C}_{p\left(1\right)-n}{s}_{i,n}{b}_n^T\\ ·\\ ·\\ ·\\ \underset{n\ne p\left(2M\right),n=\mathrm{pilot}}{\overset{N-1}{\underset{n=0}{\Sigma }}}{C}_{p\left(2M\right)-n}{s}_{i,n}{b}_n^T\end{array}\right],---\left(3\right)$b_n＝[1，e^-j2πn/N，……，e^-j2πnL/N]^T，C_k-n＝-(1-e^-j2π(k-n)/N)^-1            (4)$h^{\left(i\right)}=\left[\begin{array}{c}{h}_{\mathrm{ave}}^{\left(i\right)}\\ {\alpha }^{\left(i\right)}\end{array}\right],---\left(5\right)$$h_{\mathrm{ave}}^{\left(i\right)}\left(n\right)=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{h}^{\left(i\right)}(k,n)---\left(6\right)$h⁽ⁱ⁾(k，n)表示第k时刻，延迟为n的冲击响应系数第二步：求解第一步中方程(1)可得：h⁽ⁱ⁾＝Q⁺Y+Q⁺e⁽ⁱ⁾，忽略信道噪声与非导频信号产生的ICI分量的和e⁽ⁱ⁾的影响，得到信道参数估计${\hat{h}}^{\left(i\right)}=Q^{+}Y.$其中，Q⁺＝(Q^HQ)^-1Q^H表示Q的伪逆矩阵，Q⁺e⁽ⁱ⁾表示信道估计误差。