信道估計(jì)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種信道估計(jì)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)字通信塊傳輸技術(shù)中，使用均衡消除或抑制符號(hào)間干擾（Inter Symbol Interference，ISI)是非常有必要的。其中，正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，(FDM)作為一種塊傳輸方法，通過(guò)頻域均衡，可W很好地提高通信 系統(tǒng)對(duì)于頻率選擇性信道的抵抗能力。在相關(guān)技術(shù)中，非常有代表性的OFDM塊傳輸技術(shù)包 括Ξ種：帶循環(huán)前綴的(FDM(切clic Prefix (FDM，CP-0抑M)，零填充的(FDM(Zero化dding 0即M，ZP-0即Μ)，W及時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（Time-Domain Synchronous OFDM,TDS- OFDM)ο
[0003] CP-〇FDM，CP-〇FDM中的循環(huán)前綴(CP)是(FDM數(shù)據(jù)塊的最后一部分的復(fù)制。將保護(hù) 間隔直接復(fù)制到0抑Μ數(shù)據(jù)塊前，通過(guò)循環(huán)前綴作為(FDM數(shù)據(jù)塊的保護(hù)間隔，可W很好地消 除由于信道多徑所引起的相連塊之間的干擾（ΙΒΙ，Inter Block Inte計(jì)erence)。進(jìn)一步， 運(yùn)種方法同樣根據(jù)OFDM符號(hào)的循環(huán)特性，使得OFDM符號(hào)經(jīng)過(guò)信道的過(guò)程簡(jiǎn)化為OFDM符號(hào)與 信道的循環(huán)卷積，消除了子載波間干擾（ICI，Inter Cell Inte計(jì)erence)，從而保證了各個(gè) 子載波在通過(guò)多徑信道后的正交特性。為了進(jìn)行接收機(jī)的同步和信道估計(jì)與均衡等操作， CP-0FDM符號(hào)中在頻域包含大量的導(dǎo)頻，而并非全部都是有效數(shù)據(jù)。CP-0FDM常用的導(dǎo)頻插 入方式包括塊狀導(dǎo)頻、梳狀導(dǎo)頻和離散導(dǎo)頻Ξ種方式。由于CP的引入，CP-0FDM可W很好的 消除ICI和IBI，從而使得頻域均衡能夠W低的復(fù)雜度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。由于CP-0FDM的多種優(yōu) 點(diǎn)，許多通信標(biāo)準(zhǔn)都將其作為核屯、的塊傳輸技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。
[0004] ZP-0抑Μ，ZP-0抑Μ中的保護(hù)間隔是利用連續(xù)的零序列進(jìn)行填充，從而避免IBI。同 時(shí)可W看到，由于填充零序列，傳輸時(shí)并不需要消耗多余的能量，所WZP-0FDM相比于CP- 0FDM可W節(jié)省由保護(hù)間隔所產(chǎn)生的多余能量消耗。另外，由于填充零序列，所WZP-0FDM符 號(hào)并沒(méi)有循環(huán)特性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的頻域均衡。與CP-0抑Μ類(lèi)似，ΖΡ-0抑Μ符號(hào)中也存在大量 的輔助導(dǎo)頻，用于接收機(jī)的同步、信道估計(jì)和均衡等。ZP-0FDM最大的優(yōu)點(diǎn)是其能夠很好的 對(duì)抗頻率選擇中的深衰落和零譜點(diǎn)。
[0005] TDS-〇FDM，TDS-〇FDM不同于CP-0FDM和ZP-0FDM，將訓(xùn)練信息從頻域移到了時(shí)域。 TDS-0FDM利用時(shí)域PN序列作為訓(xùn)練序列和保護(hù)間隔，一方面可W避免IBI，另一方面可W完 成接收機(jī)的同步、信道估計(jì)和均衡等過(guò)程，從而消除了頻域信息中的大量導(dǎo)頻信息，大大提 升了傳輸系統(tǒng)的頻譜效率。不僅如此，PN序列很好的相關(guān)特性能夠使得同步性能有更大的 提升。TDS-0FDM中，PN和(FDM數(shù)據(jù)塊信息由于信道的多徑效應(yīng)，存在相互的干擾。目前比較 通用的技術(shù)是利用迭代算法盡可能消除二者之間的干擾。TDS-0FDM的各種優(yōu)點(diǎn)使其成為了 我國(guó)第一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DTMB的最核屯、技術(shù)。
[0006] 由此，可W看到，不同數(shù)字通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)的核屯、區(qū)別之一就是物理層塊傳輸帖 結(jié)構(gòu)的不同W及對(duì)應(yīng)的信道估計(jì)等方法的不同。傳統(tǒng)TDS-0FDM系統(tǒng)由于帖結(jié)構(gòu)的限制，信 道估計(jì)的迭代算法非常復(fù)雜，且僅通過(guò)時(shí)域訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計(jì)，所w存在一定的技術(shù) 難題，比如迭代算法具有很高的復(fù)雜度，W及傳統(tǒng)TDS-OFDM系統(tǒng)無(wú)法對(duì)抗強(qiáng)多徑長(zhǎng)時(shí)延的 惡劣信道等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請(qǐng)的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0008] 為此，本申請(qǐng)的第一個(gè)目的在于提出一種信道估計(jì)方法。該方法在保證OFDM系統(tǒng) 具有較高頻譜效率的前提下，能夠?qū)箯?qiáng)多徑長(zhǎng)時(shí)延的惡劣信道。
[0009] 本申請(qǐng)的第二個(gè)目的在于提出了一種信道估計(jì)裝置。
[0010] 為達(dá)上述目的，本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例的信道估計(jì)方法，包括:將OFDM數(shù)據(jù)塊的頻 域中所有子載波劃分為不同的頻域物理層子信道;通過(guò)帶干擾的時(shí)域訓(xùn)練序列對(duì)所述頻域 物理層子信道進(jìn)行粗估計(jì)，得到頻域物理層子信道粗估計(jì)值;根據(jù)所述頻域物理層子信道 粗估計(jì)值對(duì)所述OFDM數(shù)據(jù)塊進(jìn)行循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡后對(duì)最底層頻域物理層子信道的數(shù) 據(jù)進(jìn)行解調(diào)，得到最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值;根據(jù)所述最底層頻域物理層子 信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，對(duì)所述頻域物理層子信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到頻域物理層子信道精確 估計(jì)值；W及根據(jù)所述頻域物理層子信道精確估計(jì)值對(duì)所述OFDM數(shù)據(jù)塊重新進(jìn)行循環(huán)重構(gòu) 和頻域均衡。
[ocm]本申請(qǐng)實(shí)施例的信道估計(jì)方法，首先將OFDM數(shù)據(jù)塊的頻域中所有子載波劃分為不 同的頻域物理層子信道，再通過(guò)帶干擾的時(shí)域訓(xùn)練序列對(duì)頻域物理層子信道進(jìn)行粗估計(jì)， 得到頻域物理層子信道粗估計(jì)值，再根據(jù)頻域物理層子信道粗估計(jì)值對(duì)OFDM數(shù)據(jù)塊進(jìn)行循 環(huán)重構(gòu)和頻域均衡后對(duì)最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)得到最底層頻域物理層 子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，再根據(jù)最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，對(duì)頻域物理層子信 道進(jìn)行精確估計(jì)，得到頻域物理層子信道精確估計(jì)值，最后根據(jù)頻域物理層子信道精確估 計(jì)值對(duì)OFDM數(shù)據(jù)塊重新進(jìn)行循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡。該方法在保證OFDM系統(tǒng)具有較高頻譜效 率的前提下，能夠?qū)箯?qiáng)多徑長(zhǎng)時(shí)延的惡劣信道。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述將OFDM數(shù)據(jù)塊的頻域中所有子載波劃分為不同的 頻域物理層子信道具體包括:所述OFDM數(shù)據(jù)塊的頻域中所有子載波被劃分為不同的K個(gè)頻 域物理層子信道，第k個(gè)子信道包含Nk個(gè)子載波，其中1含k含K，且有
其中，N為一 個(gè)OFDM數(shù)據(jù)塊頻域總的子載波數(shù)。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述頻域物理層子信道可W單獨(dú)傳輸特定編碼和調(diào)制 方式的有效數(shù)據(jù)，其中，所述最底層頻域物理層子信道傳輸?shù)碗A調(diào)制的前向糾錯(cuò)編碼的有 效數(shù)據(jù)。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述粗估計(jì)為頻域相除法或時(shí)域相關(guān)法;所述頻域均 衡的方法為迫零均衡算法或線(xiàn)性最小均方誤差算法。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào) 值，對(duì)所述頻域物理層子信道進(jìn)行精確估計(jì)，得到頻域物理層子信道精確估計(jì)值具體包括： 根據(jù)所述最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，對(duì)所述頻域物理層子信道進(jìn)行精確估計(jì) 得到信道的頻域精確估計(jì)值;將所述信道的頻域精確估計(jì)值經(jīng)過(guò)IFFT變換至?xí)r域，得到時(shí) 域的信道值;對(duì)所述時(shí)域的信道值進(jìn)行截?cái)嗪徒翟胩幚?，再將截?cái)嗪徒翟胩幚砗蟮臅r(shí)域的 信道值經(jīng)過(guò)FFT變換至頻域，得到最終的頻域信道精確估計(jì)值。
[0016] 為達(dá)上述目的，本申請(qǐng)第二方面實(shí)施例的信道估計(jì)裝置，包括:劃分模塊，用于將 OFDM數(shù)據(jù)塊的頻域中所有子載波劃分為不同的頻域物理層子信道;粗估計(jì)模塊，用于通過(guò) 帶干擾的時(shí)域訓(xùn)練序列對(duì)所述頻域物理層子信道進(jìn)行粗估計(jì)，得到頻域物理層子信道粗估 計(jì)值;初步均衡模塊，用于根據(jù)所述頻域物理層子信道粗估計(jì)值對(duì)所述OFDM數(shù)據(jù)塊進(jìn)行初 步循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡，得到初步均衡值;解調(diào)模塊，用于根據(jù)所述初步均衡值對(duì)最底層頻 域物理層子信道的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，得到最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值;精確估計(jì) 模塊，用于根據(jù)所述最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，對(duì)所述頻域物理層子信道進(jìn) 行精確估計(jì)，得到頻域物理層子信道精確估計(jì)值；W及重新均衡模塊，用于根據(jù)所述頻域物 理層子信道精確估計(jì)值對(duì)所述OFDM數(shù)據(jù)塊重新進(jìn)行循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡。
[0017] 本申請(qǐng)實(shí)施例的信道估計(jì)裝置，首先劃分模塊將OFDM數(shù)據(jù)塊的頻域中所有子載波 劃分為不同的頻域物理層子信道，粗估計(jì)模塊再通過(guò)帶干擾的時(shí)域訓(xùn)練序列對(duì)頻域物理層 子信道進(jìn)行粗估計(jì)，得到頻域物理層子信道粗估計(jì)值，初步均衡模塊再根據(jù)頻域物理層子 信道粗估計(jì)值對(duì)OFDM數(shù)據(jù)塊進(jìn)行循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡得到初步均衡值，解調(diào)模塊根據(jù)初步 均衡值對(duì)最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)得到最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù) 解調(diào)值，精確估計(jì)模塊再根據(jù)最底層頻域物理層子信道的數(shù)據(jù)解調(diào)值，對(duì)頻域物理層子信 道進(jìn)行精確估計(jì)，得到頻域物理層子信道精確估計(jì)值，最后重新均衡模塊根據(jù)頻域物理層 子信道精確估計(jì)值對(duì)OFDM數(shù)據(jù)塊重新進(jìn)行循環(huán)重構(gòu)和頻域均衡。該裝置在保證OFDM系統(tǒng)具 有較高頻譜效率的前提下，能夠?qū)箯?qiáng)多徑長(zhǎng)時(shí)延的惡劣信道。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述劃分模塊具體用于:所述OFDM