一種改進(jìn)的基于導(dǎo)頻的sim-ofdm的信道估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于導(dǎo)頻的SIM-OFDM的信道估 計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 0FDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)是一種無(wú)線通信 的高速傳輸技術(shù)，其基本原理是將高速的數(shù)據(jù)流分解成許多低速率的子數(shù)據(jù)流，即將信 號(hào)分成許多正交的子載波，利用這些相互正交的子載波同時(shí)進(jìn)行傳輸。該技術(shù)利用子載 波對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，擴(kuò)展了符號(hào)的脈沖寬度，可以有效地抵抗符號(hào)間干擾（Inter-Symbol Interference，ISI)，提高了對(duì)抗多徑衰落的性能。與傳統(tǒng)頻分復(fù)用（FDM)相比，OFDM不需 要專門的保護(hù)頻帶。雖然頻譜之間會(huì)有重疊，但是各個(gè)載波之間是相互正交的。根據(jù)正交 性原理可知，各個(gè)載波之間是不存在干擾的，從而大大提高了頻譜的利用率。
[0003] 近來(lái)，一種新的多載波通信方式--基于子載波索引調(diào)制（Subcarrier Index Modulation, SM)的OFDM系統(tǒng)被提出。對(duì)于SM-OFDM系統(tǒng)而言，除了增加了 S頂調(diào)制模塊 以外，其他的步驟和傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)并沒(méi)有任何差異。其中，最核心的SIM調(diào)制模塊采用 了子載波分塊的思想。首先將整個(gè)多載波連續(xù)地分成大小相同的多個(gè)子塊，每個(gè)子塊中通 過(guò)索引比特來(lái)選擇其中若干個(gè)子載波（稱之為激活子載波）來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，而其余的子載波 不發(fā)送數(shù)據(jù)（稱之為靜默子載波）。由于索引比特本身并不發(fā)送，而是隱含在激活子載波的 位置信息中的，所以索引比特并不占用頻譜資源。在接收端，通過(guò)激活子載波的位置就可以 獲得索引比特的信息。
[0004] 現(xiàn)有的SIM-OFDM與傳統(tǒng)的OFDM通信方法相比，有著諸多優(yōu)點(diǎn)，例如SIM-OFDM系 統(tǒng)峰值平均功率比更小、對(duì)抗子載波間干擾性能更好、誤碼率更低等，通過(guò)選擇不同的功率 分配策略還可以節(jié)約發(fā)射機(jī)能量。缺點(diǎn)是由于采用了分塊的方式，SIM-OFDM系統(tǒng)無(wú)法像 OFDM系統(tǒng)中一樣，簡(jiǎn)單地在固定的位置上插入導(dǎo)頻以完成信道估計(jì)。SM-OFDM系統(tǒng)中，若 在每個(gè)塊中的固定位置插入導(dǎo)頻，又會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)頻譜資源的問(wèn)題，失掉其本身的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有SM-OFDM通信方法信道估計(jì)實(shí)施困難的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種 在靜默子載波上插入低能量導(dǎo)頻序列來(lái)完成信道估計(jì)的方法。從而使得既保留了 SIM-OFDM 系統(tǒng)本身的優(yōu)勢(shì)，又可以利用導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)。
[0006] 本發(fā)明的一種改進(jìn)的基于導(dǎo)頻的SIM-OFDM的信道估計(jì)方法，包括下列步驟： [000 7] 發(fā)送端：
[0008] 步驟1-1 :對(duì)系統(tǒng)的子載波進(jìn)行分塊處理，得到g = N/n個(gè)子塊，其中N表示系統(tǒng) 的子載波總個(gè)數(shù)，η表示每個(gè)子塊的子載波個(gè)數(shù)，并確定系統(tǒng)的激活子載波；
[0009] 步驟1-2 :對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)子塊，由激活子載波攜帶發(fā)送數(shù)據(jù)，靜默子載波攜帶導(dǎo)頻 數(shù)據(jù)，并設(shè)置激活子載波的發(fā)送功率大于靜默子載波的發(fā)送功率；
[0010] 接收端：
[0011] 步驟2-1 :采用與發(fā)送端相同的分塊方式，將接收端所接收的m個(gè)接收信號(hào)乙分別 分成g個(gè)子塊，每個(gè)子塊包含η個(gè)子載波，其中r = 1，2,. . .，m，m彡l/fd_lOT，fd_lOT表示 多普勒頻率；
[0012] 查找各接收信號(hào)I的每個(gè)子塊中能量最低的n-k個(gè)子載波位置并記為當(dāng)前子塊 的導(dǎo)頻位置I i (下標(biāo)i為子塊標(biāo)識(shí)符），其中k表示每個(gè)子塊的激活子載波個(gè)數(shù)，由g個(gè)導(dǎo) 頻位置Ii構(gòu)成導(dǎo)頻位置集合Ly即認(rèn)為每個(gè)子塊中能量最低的n-k個(gè)子載波位置為當(dāng)前子 塊的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)所在子載波位置，由導(dǎo)頻位置集合Lji取導(dǎo)頻位置處的頻域接收信號(hào)Yw;
[0013] 步驟2-2 :基于頻域接收信號(hào)Yp^導(dǎo)頻位置集合L和導(dǎo)頻數(shù)據(jù)M在信道估計(jì)中， 導(dǎo)頻數(shù)據(jù)為收發(fā)端已知的一組數(shù)據(jù)）進(jìn)行信道估計(jì)，得到導(dǎo)頻處的信道頻域響應(yīng);
[0014] 步驟2-2 :基于頻域接收信號(hào)Yp^導(dǎo)頻數(shù)據(jù)已和導(dǎo)頻位置集合k進(jìn)行信道估計(jì) (信道估計(jì)方法包括但不僅限于ZF、LMMSE等），得到導(dǎo)頻處的信道頻域響應(yīng);
[0015] 計(jì)算m個(gè)信道頻域響應(yīng)的平均值應(yīng)p ,在頻域上^=[/7, /72…，其 中T表示矩陣的轉(zhuǎn)置；
[0016] 基于每個(gè)子塊內(nèi)的信道頻域響應(yīng)是相同的原則，基于可得到平均信道頻域響 應(yīng)7^=[盡>/]'其中1 = 1，2，...，區(qū)，」=1，2，一，]1。用/7;表示巧=[互1#2-../7,,] / 中的每個(gè)元素，則見(jiàn)> 中各元素R ,的取值為戽=戽。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改進(jìn)的基于導(dǎo)頻的SIM-OFDM的信道估計(jì)方法，其特征在于，包括下列步驟： 發(fā)送端： 步驟1-1 :對(duì)系統(tǒng)的子載波進(jìn)行分塊處理，得到g=N/n個(gè)子塊，其中N表示系統(tǒng)的子 載波總個(gè)數(shù)，n表示每個(gè)子塊的子載波個(gè)數(shù)，并確定系統(tǒng)的激活子載波； 步驟1-2 :對(duì)系統(tǒng)的每個(gè)子塊，由激活子載波攜帶發(fā)送數(shù)據(jù)，靜默子載波攜帶導(dǎo)頻數(shù) 據(jù)，并設(shè)置激活子載波的發(fā)送功率大于靜默子載波的發(fā)送功率； 接收端： 步驟2-1 :采用與發(fā)送端相同的分塊方式，將接收端所接收的m個(gè)接收信號(hào)&分別分成g個(gè)子塊，其中r= 1，2,…，m，m彡l/fd_ler，fd_ler表示多普勒頻率； 查找各接收信號(hào)t的每個(gè)子塊中能量最低的n-k個(gè)子載波位置作為當(dāng)前子塊的導(dǎo)頻 位置，由g個(gè)子塊的導(dǎo)頻位置構(gòu)成導(dǎo)頻位置集合L，基于導(dǎo)頻位置集合L獲取導(dǎo)頻位置處 的頻域接收信號(hào)Yp^其中k表示每個(gè)子塊的激活子載波個(gè)數(shù)； 步驟2-2 :基于頻域接收信號(hào)Ypy導(dǎo)頻位置集合L和導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行信道估計(jì)，得到 導(dǎo)頻處的信道頻域響應(yīng); 計(jì)算m個(gè)信道頻域響應(yīng)#_的平均值在頻域上
其中T 表示矩陣的轉(zhuǎn)置； 基于互^導(dǎo)到平均信道頻域響應(yīng)
，其中i= 1，2,…，g，j= 1，2,…，n，用 戽表示巧中的每個(gè)元素，則< 中各元素盡的取值為氧; 由平均信道頻域響應(yīng)得到m個(gè)接收信號(hào)的信道估計(jì)值
r - 1，2，? ? ?，m〇
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2-2中，所述信道估計(jì)方法為：線性最 小二乘估計(jì)方法或線性最小均方誤差估計(jì)方法。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)的基于導(dǎo)頻的SIM-OFDM的信道估計(jì)方法，屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有SIM-OFDM通信方法信道估計(jì)實(shí)施困難的技術(shù)問(wèn)題，提出了一種在靜默子載波上插入低能量導(dǎo)頻序列來(lái)完成信道估計(jì)的方法，接收端基于能量檢測(cè)確定導(dǎo)頻位置，由導(dǎo)頻數(shù)據(jù)、位置和獲取的頻域接收信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到導(dǎo)頻處的信道頻域響應(yīng)再基于每個(gè)子塊內(nèi)的信道頻域響應(yīng)是相同的原則得到平均信道頻域響應(yīng)，最后用平均信道頻域響應(yīng)表示連續(xù)多個(gè)接收信號(hào)的信道估計(jì)值。本發(fā)明用于SIM-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)以及對(duì)頻域接收信號(hào)的數(shù)據(jù)解調(diào)，既保留了SIM-OFDM系統(tǒng)本身的優(yōu)勢(shì)，又可以利用導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)，為最終的檢測(cè)算法提供依據(jù)。
【IPC分類】H04L27-26, H04L25-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104780129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510201963
【發(fā)明人】彭雨晨, 但黎琳, 肖悅, 謝濟(jì)全, 柏慧榮, 劉曉波
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日