專利名稱：多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別地涉及一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估 計(jì)方法及裝置。
背景技術(shù)：
針對(duì)存在虛子載波的MIM0-0FDM(多入多出正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)，目前現(xiàn)有的信道 估計(jì)方法主要是頻域插值方法，即線性插值、高斯插值、維納濾波插值以及變換域插值，但 是現(xiàn)有的變化域插值只能有效抑制部分噪聲，但卻無法抑制由于虛子載波存在所導(dǎo)致的時(shí) 域徑擴(kuò)散效應(yīng)，從而使得在較高信噪比時(shí)，信道估計(jì)出現(xiàn)“地板效應(yīng)”，時(shí)域徑擴(kuò)散所帶來的 性能惡化現(xiàn)象，使得信道估計(jì)的精度偏差大。由此可見，當(dāng)前需要一種新的信道估計(jì)的技術(shù)方案，來解決當(dāng)前存在虛子載波的 MIM0-0FDM系統(tǒng)中采用的頻域插值方法存在的上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì) 方法及裝置，解決了抑制進(jìn)行時(shí)域信道估計(jì)時(shí)徑擴(kuò)散現(xiàn)象的問題，同時(shí)也可有效抑制部分 噪聲，從而最終提高了信道估計(jì)的精度。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方 法，包括系統(tǒng)對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的沃爾什Walsh正 交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的正交頻分復(fù)用OFDM 信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行反向快速傅立葉變換IFFT變換后， 生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)浇邮仗炀€；系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換FFT變換處理， 提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，與發(fā)送端相匹配的每根發(fā)送天線的Walsh 正交碼進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)；系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā) 送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值；對(duì)所獲得 的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域 多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述系統(tǒng)對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng) 發(fā)送天線所分配的Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成 頻域的OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，生成時(shí) 域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)浇邮仗炀€，具體分為以下步驟所述系統(tǒng)將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所分配的 Walsh正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)子載波上的數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和星座 映射完成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；所述系統(tǒng)對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn) 換同時(shí)添加循環(huán)前綴后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，通過無線多入多出MIMO信道傳輸?shù)浇邮仗?線。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，具體是指所述系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和串并轉(zhuǎn)換 后，通過FFT變換處理，生成每根接收天線上頻域的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線上的連續(xù) 導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù) 進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方 式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，具體是指所述系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每 根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，插入若干個(gè)零，進(jìn)而再進(jìn)行IFFT變換，獲得 時(shí)域信道響應(yīng)值，其中，插入零的個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)、FFT點(diǎn)數(shù)以及導(dǎo)頻子載波的插 入間隔所確定。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述系統(tǒng)對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜 索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天 線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)，具體分為以下步驟所述系統(tǒng)對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值，通過進(jìn)行峰值搜索確定峰值及其對(duì)應(yīng)位置 后，計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲得的時(shí)域信道響 應(yīng)值中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降到設(shè)定門限以下，停止 迭代，對(duì)輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值進(jìn)行FFT變換處理，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù) 子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。本發(fā)明還提供了一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)裝置，包括天線編碼 模塊，天線解碼模塊和徑擴(kuò)散抑制模塊，其中，所述天線編碼模塊，用于對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配 的沃爾什Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的正 交頻分復(fù)用OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行反向快速傅立葉 變換IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)剿鎏炀€解碼模塊；所述天線解碼模塊，用于對(duì)接收的每根接收天線上時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行快速傅立 葉變換FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，與發(fā)送端相匹配的 每根發(fā)送天線的Walsh正交碼進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)，并 發(fā)送到所述徑擴(kuò)散抑制模塊；所述徑擴(kuò)散抑制模塊，用于通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS 信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域 信道響應(yīng)值；對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭 代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。 進(jìn)一步地，上述裝置還可包括，所述天線編碼模塊對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù) 據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子 載波組成頻域的OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換 后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，具體是指所述天線編碼模塊將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所 分配的Walsh正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù) 子載波上的數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載波 塊和星座映射完成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的 OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換同時(shí)添加循環(huán)前綴后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)。進(jìn)一步地，上述裝置還可包括，所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域 OFDM信號(hào)進(jìn)行FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，具體是指所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和 串并轉(zhuǎn)換后，通過FFT變換處理，生成每根接收天線上頻域的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線 上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述裝置還可包括，所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo) 頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根 據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估 計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，插入若干個(gè)零，進(jìn)而再進(jìn)行IFFT 變換，獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，其中，插入零的個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)、FFT點(diǎn)數(shù)以及導(dǎo)頻子 載波的插入間隔所確定。進(jìn)一步地，上述裝置還可包括，所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值 通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲 得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值，通過進(jìn)行峰值搜索確定峰值及 其對(duì)應(yīng)位置后，計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲得的 時(shí)域信道響應(yīng)值中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降到設(shè)定門 限以下，停止迭代，對(duì)輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值進(jìn)行FFT變換處理，獲得各發(fā)送天 線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本發(fā)明，對(duì)存在虛子載波的MIM0-0FDM系統(tǒng)在信道估計(jì)時(shí) 出現(xiàn)的徑擴(kuò)散效應(yīng)進(jìn)行了一定的抑制，在很大程度上削弱了“地板效應(yīng)”，同時(shí)也抑制了部 分噪聲，有效的改善了信道估計(jì)的精度，且其復(fù)雜度較低，實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。


圖1是本發(fā)明的多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方法的流程圖；圖2是實(shí)例中入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)的示意圖；圖3是實(shí)例中天線編碼模塊中結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實(shí)例中天線解碼模塊中結(jié)構(gòu)示意圖5是實(shí)例中徑擴(kuò)散抑制模塊中結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的實(shí)施條件是針對(duì)存在虛子載波的MIM0-0FDM系統(tǒng)。(其中，MIMO信道條件塊衰落(即在多個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)的相同子載波上頻率信道響應(yīng)不變)+白噪聲)。本發(fā) 明的實(shí)施可以通過存儲(chǔ)器和多個(gè)計(jì)算器(如乘法器、加法器等)實(shí)現(xiàn)。下面以NtXNk的MIM0-0FDM系統(tǒng)為例，(其中，Nt為發(fā)送天線，Ne為接收天線)本 發(fā)明的多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方法，包括以下步驟步驟110、系統(tǒng)將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所分配 的Walsh(沃爾什)正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù) 據(jù)子載波上的數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載 波塊和星座映射完成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；系統(tǒng)將Nt根發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊(其中，導(dǎo)頻塊長(zhǎng)度為N。，各導(dǎo)頻子 載波上的數(shù)據(jù)全為“1”)與相應(yīng)各發(fā)送天線所分配的Walsh正交碼(碼長(zhǎng)也為N。)進(jìn)行相 乘(即進(jìn)行編碼)，對(duì)于連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)子載波上的 數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成。步驟120、系統(tǒng)對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行Nfft點(diǎn)的IFFT變換 后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換(ρ/s)同時(shí)添加循環(huán)前綴(CP)后生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，通過無線ΜΙΜΟ 信道傳輸?shù)浇邮仗炀€；系統(tǒng)對(duì)每根發(fā)送天線上進(jìn)行Nfft點(diǎn)的IFFT (反向快速傅立葉變換)變換，再經(jīng)并 串轉(zhuǎn)換(Ρ/s)并添加循環(huán)前綴(CP)后成為時(shí)域的OFDM信號(hào)，最后通過無線衰落信道傳輸 到接收端。步驟130、系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和串并 轉(zhuǎn)換(S/P)后，通過Nfft點(diǎn)的FFT(快速傅立葉變換)變換處理，生成每根接收天線上頻域 的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)；系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上的接收數(shù)據(jù)首先去除循環(huán)前綴(CP)、串并轉(zhuǎn)換(S/P)，再 通過Nfft點(diǎn)的FFT變換處理，最后提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)。步驟140、系統(tǒng)將與發(fā)送端相匹配的每根發(fā)送天線的Walsh正交碼，和提取后的 每根接收天線上的導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù) 據(jù)；系統(tǒng)將與發(fā)送端相匹配的每根發(fā)送天線的Walsh正交碼，將其與步驟130中最后 所提取的每根接收天線上的導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)進(jìn)行相乘并累加，從而獲得每根發(fā)送天線上 的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)，即同時(shí)去除了其它發(fā)送天線帶來的干擾。步驟150、系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲 得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式(即插入若干個(gè)零)，進(jìn) 而再進(jìn)行Mfft點(diǎn)的IFFT變換，獲得Mfft點(diǎn)時(shí)域信道響應(yīng)值；系統(tǒng)通過頻域LS信道估計(jì)方法，可首先獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的 頻率響應(yīng)，并插入若干個(gè)零(個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)NP、FFT點(diǎn)數(shù)Nfft以及導(dǎo)頻子載波的插入間隔Δ Nf所決定)，進(jìn)而再進(jìn)行Mfft點(diǎn)的IFFT變換。步驟160、系統(tǒng)對(duì)所獲得的Mfft點(diǎn)時(shí)域信道響應(yīng)值，首先進(jìn)行峰值搜索，確定峰值 及其對(duì)應(yīng)位置，進(jìn)而計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲 得的Mfft點(diǎn)時(shí)域信道響應(yīng)值中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降 到設(shè)定門限以下，停止迭代，輸出有效的Mfft點(diǎn)時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，將其余樣點(diǎn)全部置為 0 ；步驟170、系統(tǒng)對(duì)獲得的Mfft點(diǎn)時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，進(jìn)行Nfft點(diǎn)FFT變換處理，獲 得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖2中符號(hào)解釋如下Χ ,(η)第nt(nt = 1,2,…⑷根發(fā)送天線上由導(dǎo)頻子載波與數(shù)據(jù)子載波組成的第 η個(gè)OFDM符號(hào)頻域數(shù)據(jù)塊向量；x ,( )第nt(nt = 1,2,…⑷根發(fā)送天線上由導(dǎo)頻子載波與數(shù)據(jù)子載波組成的第η個(gè)OFDM符號(hào)時(shí)域數(shù)據(jù)塊向量；h(n)無線ΜΙΜΟ信道的時(shí)域沖激響應(yīng)，通常用其離散抽頭延遲線模型表示為
I=Q
) || nr(nr = 1,2,…隊(duì))根接收天線上的時(shí)域接收信號(hào)；\㈨第nr(nr = 1,2,…隊(duì))根接收天線上去循環(huán)前綴(CP)后的頻域接收信號(hào)；\ ηι (η)第nt根發(fā)送天線到第~根接收天線之間時(shí)域信道沖激響應(yīng)；Httr jli (k)第nt根發(fā)送天線到第~根接收天線之間信道的頻域響應(yīng)；A 天線編碼模塊，完成各發(fā)送天線的上導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)的正交編碼；B:天線解碼模塊，即完成模塊A的逆處理，主要由乘法器與累加器組成；C 徑擴(kuò)散抑制模塊，完成時(shí)域徑擴(kuò)散、噪聲的抑制。圖2中描述的信號(hào)流的過程為(1)模塊A輸出各發(fā)送天線上的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)；(2)各發(fā)送天線上時(shí)域發(fā)送信號(hào)的產(chǎn)生 其中，Tcp為循環(huán)前綴添加矩陣，^、㈣為歸一化的傅里葉變換矩陣。(3)上述發(fā)送信號(hào)經(jīng)過無線MIMO信道后，在接收端的接收形式為N,. 其中，h=⑷是由h^O)產(chǎn)生的循環(huán)矩陣，?、葹楦咚乖肼?。(4)進(jìn)一步對(duì)上述每根接收天線上的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變化處理可得到其頻域接 收向量為 (5)模塊B對(duì)所抽取的各天線上導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)進(jìn)行正交分離；(6)模塊C輸出為有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，并通過Nfft點(diǎn)FFT變換得到最終各 發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng) 模塊A中內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3中符號(hào)解釋如下Cnf 第 ( =1,2, -Ντ)根發(fā)送天線所分配的Walsh正交碼，且有 Cftl = [Cni(0),Cni(1),...CJNc-1)]；其中，各發(fā)送天線所分配不同的WalSh正交碼具有如
下正交特性，即nt(nt = 1,2,…吣根發(fā)送天線上經(jīng)編碼后第kp個(gè)導(dǎo)頻子載波的時(shí)域 數(shù)據(jù)塊，且有 圖3 中描述的信號(hào)流過程為
),即 模塊B中內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4中符號(hào)解釋如下\ 第1,2,…隊(duì))根接收信號(hào)中所提取的第kp個(gè)導(dǎo)頻子載波處的連 續(xù)導(dǎo)頻塊向量，且有
或者
吣根發(fā)送天線到nr (nr = 1，2，…隊(duì))根接收天線之 間的第kp(p = 0,1,…Np-I)個(gè)導(dǎo)頻子載波處的接收數(shù)據(jù)。圖4中描述的信號(hào)流過程為 模塊C中內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5中符號(hào)解釋如下
根發(fā)送天線到nr(nr = 1，2，…Nk)根接收天線之 間初始的時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)；nfflax(m)第 m 次迭代后的峰值點(diǎn)位置 gn^in^n)第m次迭代后的峰值點(diǎn)位置在所有樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)；hiMl(n)經(jīng)M次迭代抵消后，第nt(nt = 1,2,-Ντ)根發(fā)送天線到nr(nr = 1,2,-
Ne)根接收天線之間時(shí)域信道沖激響應(yīng)估計(jì)。圖5中描述的信號(hào)流過程為
(1)更新輸入信號(hào)(2)進(jìn)行峰值收索 (3)計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)，
本發(fā)明的一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)裝置，包括天線編碼模塊， 天線解碼模塊和徑擴(kuò)散抑制模塊，其中，所述天線編碼模塊，用于對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配 的沃爾什Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的正 交頻分復(fù)用OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行反向快速傅立葉 變換IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)剿鎏炀€解碼模塊；所述天線解碼模塊，用于對(duì)接收的每根接收天線上時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行快速傅立 葉變換FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，與發(fā)送端相匹配的 每根發(fā)送天線的Walsh正交碼進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)，并 發(fā)送到所述徑擴(kuò)散抑制模塊；所述徑擴(kuò)散抑制模塊，用于通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS 信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域 信道響應(yīng)值；對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭 代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng) 值，完成信道估計(jì)。所述天線編碼模塊對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的 Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)； 通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，具 體是指所述天線編碼模塊將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所 分配的Walsh正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù) 子載波上的數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載波 塊和星座映射完成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的 OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換同時(shí)添加循環(huán)前綴后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)。所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行FFT變換處理，提 取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，具體是指所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和 串并轉(zhuǎn)換后，通過FFT變換處理，生成每根接收天線上頻域的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線 上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)。所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響 應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估 計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，插入若干個(gè)零，進(jìn)而再進(jìn)行IFFT 變換，獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，其中，插入零的個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)、FFT點(diǎn)數(shù)以及導(dǎo)頻子 載波的插入間隔所確定。所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù) 計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波 的信道頻率響應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值，通過進(jìn)行峰值搜索確定峰值及 其對(duì)應(yīng)位置后，計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲得的 時(shí)域信道響應(yīng)值中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降到設(shè)定門 限以下，停止迭代，對(duì)輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值進(jìn)行FFT變換處理，獲得各發(fā)送天 線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng) 該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方法，其特征在于，包括系統(tǒng)對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的沃爾什Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的正交頻分復(fù)用OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行反向快速傅立葉變換IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)浇邮仗炀€；系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，與發(fā)送端相匹配的每根發(fā)送天線的Walsh正交碼進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)；系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值；對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的Walsh正交碼進(jìn) 行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送 天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)浇邮仗炀€，具 體分為以下步驟所述系統(tǒng)將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所分配的Walsh 正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)子載波上的數(shù)據(jù) 由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和星座映射完 成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；所述系統(tǒng)對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換同 時(shí)添加循環(huán)前綴后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，通過無線多入多出MIMO信道傳輸?shù)浇邮仗炀€。
3.如權(quán)利要求1或2所述的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行FFT變換處理，提取每根接收天 線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，具體是指所述系統(tǒng)對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和串并轉(zhuǎn)換后， 通過FFT變換處理，生成每根接收天線上頻域的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo) 頻子載波塊數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根 發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，具體是 指所述系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā) 送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，插入若干個(gè)零，進(jìn)而再進(jìn)行IFFT變換，獲得時(shí)域 信道響應(yīng)值，其中，插入零的個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)、FFT點(diǎn)數(shù)以及導(dǎo)頻子載波的插入間 隔所確定。
5.如權(quán)利要求1或4所述的信道估計(jì)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng) 值，完成信道估計(jì)，具體分為以下步驟所述系統(tǒng)對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值，通過進(jìn)行峰值搜索確定峰值及其對(duì)應(yīng)位置后， 計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值 中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降到設(shè)定門限以下，停止迭 代，對(duì)輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值進(jìn)行FFT變換處理，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子 載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。
6.一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)裝置，其特征在于，包括天線編碼模塊，天線解碼模塊和徑擴(kuò)散抑制模塊，其中，所述天線編碼模塊，用于對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的沃 爾什Walsh正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的正交頻 分復(fù)用OFDM信號(hào)；通過對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行反向快速傅立葉變換 IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)剿鎏炀€解碼模塊；所述天線解碼模塊，用于對(duì)接收的每根接收天線上時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變 換FFT變換處理，提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，與發(fā)送端相匹配的每根 發(fā)送天線的Walsh正交碼進(jìn)行相乘并累加，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)，并發(fā)送 到所述徑擴(kuò)散抑制模塊；所述徑擴(kuò)散抑制模塊，用于通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道 估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道 響應(yīng)值；對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸 出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完 成信道估計(jì)。
7.如權(quán)利要求6所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述天線編碼模塊對(duì)各發(fā)送天線的導(dǎo)頻子載波數(shù)據(jù)與相應(yīng)發(fā)送天線所分配的Walsh 正交碼進(jìn)行編碼后，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；通過對(duì) 每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)，具體是指所述天線編碼模塊將發(fā)送天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)與相應(yīng)各發(fā)送天線所分配 的Walsh正交碼進(jìn)行編碼，對(duì)連續(xù)導(dǎo)頻塊內(nèi)的非導(dǎo)頻子載波和非導(dǎo)頻數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)子載波 上的數(shù)據(jù)由單獨(dú)各發(fā)送天線上的比特流通過星座映射完成，將編碼后的導(dǎo)頻子載波塊和星 座映射完成后的數(shù)據(jù)子載波組成頻域的OFDM信號(hào)；對(duì)每根發(fā)送天線上所述頻域的OFDM信 號(hào)進(jìn)行IFFT變換后，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換同時(shí)添加循環(huán)前綴后，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行FFT變換處理，提取每 根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，具體是指所述天線解碼模塊對(duì)每根接收天線上接收的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和串并 轉(zhuǎn)換后，通過FFT變換處理，生成每根接收天線上頻域的OFDM信號(hào)，提取每根接收天線上的 連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)， 獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，插入若干個(gè)零，進(jìn)而再進(jìn)行IFFT變 換，獲得時(shí)域信道響應(yīng)值，其中，插入零的個(gè)數(shù)是由導(dǎo)頻子載波個(gè)數(shù)、FFT點(diǎn)數(shù)以及導(dǎo)頻子載 波的插入間隔所確定。
10.如權(quán)利要求6或9所述的信道估計(jì)裝置，其特征在于，所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算 以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信 道頻率響應(yīng)值，具體是指所述徑擴(kuò)散抑制模塊對(duì)所獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值，通過進(jìn)行峰值搜索確定峰值及其對(duì) 應(yīng)位置后，計(jì)算該位置采樣點(diǎn)在所有時(shí)域樣點(diǎn)上的擴(kuò)散系數(shù)，并將其從最初所獲得的時(shí)域 信道響應(yīng)值中抵消，再進(jìn)行新一輪的峰值搜索迭代，直至搜索出的該峰值降到設(shè)定門限以 下，停止迭代，對(duì)輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值進(jìn)行FFT變換處理，獲得各發(fā)送天線上 各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值。
全文摘要
一種多入多出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中信道估計(jì)方法及裝置，包括系統(tǒng)對(duì)各發(fā)送天線的進(jìn)行編碼，生成時(shí)域的OFDM信號(hào)傳輸?shù)浇邮仗炀€；系統(tǒng)提取每根接收天線上的連續(xù)導(dǎo)頻子載波塊數(shù)據(jù)，獲得每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)；系統(tǒng)通過對(duì)每根發(fā)送天線上的導(dǎo)頻接收數(shù)據(jù)進(jìn)行頻域LS信道估計(jì)，獲得每根發(fā)送天線上所有導(dǎo)頻子載波的頻率響應(yīng)后，根據(jù)變換域方式獲得時(shí)域信道響應(yīng)值；對(duì)獲得的時(shí)域信道響應(yīng)值通過峰值搜索、峰值點(diǎn)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算以及抵消迭代，輸出的有效的時(shí)域多徑信道響應(yīng)值，獲得各發(fā)送天線上各數(shù)據(jù)子載波的信道頻率響應(yīng)值，完成信道估計(jì)。應(yīng)用本發(fā)明，解決了抑制進(jìn)行時(shí)域信道估計(jì)時(shí)徑擴(kuò)散現(xiàn)象的問題，同時(shí)抑制部分噪聲，最終提高信道估計(jì)精度。
文檔編號(hào)H04L25/02GK101848183SQ20101013947
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者仵國(guó)鋒, 任修坤, 崔維嘉, 耿欣 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)