ofdm系统中基于导频的信道估计算法的比较

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1、OFDM系统中基于导频的信道估计算法的比较樊同亮，温玉仓，董恒杰（公安海警学院电子技术系，浙江宁波315801）摘要：正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制技术，它能有效地克服多径干扰和码间干扰，是第四代移动通信的核心技术。对OFDM系统中基于导频的信道估计技术进行了比较。重点介绍了几种常用的信道估计算法、LS算法、LMMSE算法、SVD算法及DFT和DCT两种变换域算法，并给出了这些算法的仿真实现。关键词：正交频分复用；信道估计；最小二乘；最小均方误差中图分类号：TN929文献标识码：B文章编号：1674-7720(2013)02-0048-03Compa

2、risonofpilot-system-aidedchannelestimationalgorithmsfortheOFDMsystemFanTongliang，WenYucang，DongHengjie(DepartmentofElectronicTechnology，ChinaMaritimePoliceAcademy，Ningbo315801，China)Abstract：Orthogonalfrequencydivisionmultiplexingisthecoretechnologyofthefourthgenerationmobilecommuni

3、cationwhichisakindofmultiplecarriermodulationtechnology．Itcaneffectivelyovercomemulti-pathinterferenceandinter-symbolin-terference．ThechannelestimationtechniquesforOFDMsystemsbasedonpilot-aidedarrangementareinvestigated．Thispaperintro-ducesseveralcommonchannelestimationalgorithmsinO

4、FDMsystem，presentstheLSalgorithm，LMMSEalgorithm，SVDalgorithm，DFTandDCTalgorithm，alsogivesthealgorithmsimulation.Keywords：OFDM；channelestimation；least-squares；MMSEOFDM是一种多载波数字通信调制技术，通过将高速率的信息符号串并变换成低速率符号，再调制到多个正交的子载波上并行地发射，OFDM可以减小信道频率选择性衰落的影响，使其非常适合应用在宽带无线通信系统中。为了获得高精度的信道状态信息，使得系统能够

5、获得相干检测的性能增益、多天线系统的分集和复用增益以及自适应跨层处理的性能增益，现代OFDM系统都将高精度高效的信道估计器作为系统不可缺少的组成部分[1]。和复杂度，派生出了一些变换域算法。本文主要介绍了OFDM系统中几种基于导频的信道估计技术，并给出了这些算法的仿真比较。1OFDM系统模型图1给出了典型的OFDM系统基带模型。首先在映射器中根据系统的调制方式对二进制信息进行符号映射分组并调制，串并变换后插入导频形成频域序列X[k]。长度为N的序列X[k]被调制到工作子载波上，经过IFFTX(k)x(n)xt(n)目前，OFDM系统信道估计的研究相当成熟。根据

6、在时域或是在频域实现，可分为时域信道估计算法和频域信道估计算法；根据信道估计是否具有反馈环路、是否采用已知信息，可分为基于判决反馈的信道估计方法、盲或半盲信道估计方法以及基于导频辅助的信道估计方法；根据信道参数是否在接收端被估计，信道估计算法可分为非参数化信道估计和参数化信道估计。为了兼顾信道估计系统性能n)图1OFDM系统基带模型输入映射S/P插入导频IFFT插入保护间隔P/S数据h(n)w(信道估计与信号检测Y(k)y(n)y(n)FFT去除保护间隔tS/P输出解映射P/S数据模块被转化为时域序列x[n]。非常适用于实际系统。但是LS方法并未利用信道频域与

7、时域的相关特性，且在估计时忽略了噪声的影响，所以对噪声比较敏感。在噪声较大时，估计的准确性大大降低。LS估计方法的MSE根据式(8)可写成：N-1ΣX(k)exp(j2πnkx(n)=IDFT{X(k)}=1)，NNk=0n=0，…，N-1(1)为避免多径带来的符号间干扰(ISI)，在每个OFDM符号前添加长度为Ng的循环前缀(CP)，此时OFDM系统的输出信号为：MSE=trace(E[(H赞赞P，LS-HP)H(HP，LS-HP)]2T=trace(σn(XPXP))-1(9)LS算法的MSE也可以写成如下形式：MSE=β/SNRxt(n)=Σx(N+n)

8、，n=-Ng，…，-1(2)(10)x