摘 要： 正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它能有效地克服多徑干擾和碼間干擾，是第四代移動通信的核心技術(shù)。對OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計技術(shù)進(jìn)行了比較。重點介紹了幾種常用的信道估計算法、LS算法、LMMSE算法、SVD算法及DFT和DCT兩種變換域算法，并給出了這些算法的仿真實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞： 正交頻分復(fù)用；信道估計；最小二乘；最小均方誤差
OFDM是一種多載波數(shù)字通信調(diào)制技術(shù)，通過將高速率的信息符號串并變換成低速率符號，再調(diào)制到多個正交的子載波上并行地發(fā)射，OFDM可以減小信道頻率選擇性衰落的影響，使其非常適合應(yīng)用在寬帶無線通信系統(tǒng)中。為了獲得高精度的信道狀態(tài)信息，使得系統(tǒng)能夠獲得相干檢測的性能增益、多天線系統(tǒng)的分集和復(fù)用增益以及自適應(yīng)跨層處理的性能增益，現(xiàn)代OFDM系統(tǒng)都將高精度高效的信道估計器作為系統(tǒng)不可缺少的組成部分[1]。
目前，OFDM系統(tǒng)信道估計的研究相當(dāng)成熟。根據(jù)在時域或是在頻域?qū)崿F(xiàn)，可分為時域信道估計算法和頻域信道估計算法；根據(jù)信道估計是否具有反饋環(huán)路、是否采用已知信息，可分為基于判決反饋的信道估計方法、盲或半盲信道估計方法以及基于導(dǎo)頻輔助的信道估計方法；根據(jù)信道參數(shù)是否在接收端被估計，信道估計算法可分為非參數(shù)化信道估計和參數(shù)化信道估計。為了兼顧信道估計系統(tǒng)性能和復(fù)雜度，派生出了一些變換域算法。
本文主要介紹了OFDM系統(tǒng)中幾種基于導(dǎo)頻的信道估計技術(shù)，并給出了這些算法的仿真比較。
1 OFDM系統(tǒng)模型
圖1給出了典型的OFDM系統(tǒng)基帶模型。首先在映射器中根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)制方式對二進(jìn)制信息進(jìn)行符號映射分組并調(diào)制，串并變換后插入導(dǎo)頻形成頻域序列X[k]。長度為N的序列X[k]被調(diào)制到工作子載波上，經(jīng)過IFFT模塊被轉(zhuǎn)化為時域序列x[n]。
本文簡單地對OFDM系統(tǒng)中經(jīng)典的信道估計算法進(jìn)行了闡述，并給出仿真實現(xiàn)。LS算法不使用關(guān)于信道的任何信息，其估計性能較差。LMMSE算法利用頻域協(xié)方差矩陣、平均信噪比等信道統(tǒng)計特性，能夠達(dá)到一個很好的估計效果。但是，它是以矩陣求逆這樣的大計算量為代價的。采用奇異值分解(SVD)算法可以減少LMMSE的計算復(fù)雜度。基于DFT的變換域算法，通過濾去CIR長度之外的噪聲和干擾可以實現(xiàn)算法的復(fù)雜度及估計性能的折中，達(dá)到較為理想的估計效果。基于離散余弦變換DCT的算法，在信道沖激響應(yīng)CIR抽頭間隔是分?jǐn)?shù)倍采樣周期時，較基于DFT變換的變換域方法有更好的估計性能。
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