卫星多径信道下SOFDM插值估计算法的对比分析

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1、第19卷第2期航天器工程V01．19No．21111篁!旦量呈垒竺兰篁垦垒兰三兰塑篁!型曼曼坚!型星!!卫星多径信道下SOFDM插值估计算法的对比分析杨童李集林(中国空间技术研究院卫星应用系统部，北京100086)摘要在卫星多径衰落信道环境中传输正交频分复用信号时，工程上可以考虑采用以插值运算为核心的信道估计方法对接收信号进行信道估计。文章首先给出并研究了线性插值、三次样条插值和拉格朗日函数插值这三种插值估计算法的基本原理，然后对各种算法的计算复杂度、插值估计的均方误差以及系统的误比特率这三项性能指标进行了对比分

2、析，最后通过综合评估总结出了“在慢多径衰落信道环境下宜采用线性插值估计算法”和“在快多径衰落信道环境下宜采用三次样条插值估计算法或拉格朗日函数插值估计算法”的结论。关键词卫星信道估计插值估取线性插值三次样条插值拉格朗日函数插值中图分类号：TN973．3文献标志码：A文章编号：1673—8748(2010)02—0067—07AComparativeAnalysisonInterpolationEstimationAlgorithmsforSOFDMSignalsviaSatelliteMultipathChann

3、elsYANGTongLIJilin(SatelliteApplicationSystemDepartment，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100086，China)Abstract：Thispaperaimsatacomparativeanalysisontheapplicabilityofthreeinterpolationesti—mationalgorithmsforSOFDMsignalsthataretransmittedviasatellitemobil

4、emuhipathfadingchannels．First，fundamentaltheoriesoftheLinear，theCubicSpline，andtheLagrangeinterpo—lationsareproposedandintroduced．Next，theComputationalComplexity，MSEofchannelesti—mationandBERperformanceofthesemethodsarecomparativelyanalyzedanddiscussed，andaco

5、mprehensiveevaluationreportontheirapplicabilityisgiven．ItshowsthattheLinearschemeismoresuitablefortheSlow—FadechannelwhiletheFast—FadechannelpreferstotheCubicSplineandLagrangescheme．Keywords：satellite；channelestimation；interpolationestimation；linearinterpolat

6、ion；cubicsplineinterpolation；Lagrangefunctioninterpolation引言将卫星正交频分复thogonalFrequency用传输方式(SatelliteOr—DivisionMultiplexing，SOFDM)应用于卫星数字多媒体广播系统的研究已经有10余年的历史了。SOFDM技术本身具有高于一般系统的频谱利用率和很强的抗干扰性能Ⅲ，这些优势使得它在卫星数字通信系统中受到越来越广泛的关注。然而，恶劣的卫星传输环境如无线信收稿日期：2008—07—31；修回日期：2

7、009—12—08作者简介：杨童(1982一)，男，工学硕士，中国空间技术研究院博士生，专业研究方向为卫星数据通信。88航天器工程19卷道中的多径衰落、多径延时、多普勒频偏等信道干扰因素却严重地影响了SoFDM系统的性能，使系统产生了大量符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI)，并对接收信号的幅值和相位造成了不同程度的干扰，从而产生了大量的误码，降低了系统的可用性。为了最大限度地消除信道干扰带来的种种负面影响，必须在接收端，对这些干扰进行抑制和校正，这就是信道估计的问题。提出有效的信道估计方法是通信与信息系统

8、接收端系统设计的核心内容。有关信道估计方法的问题，理论上最小均方误差(MMSE)估计原则可以使系统获得理论最优的误码性能[z]，然而，该方法却存在理论上过于复杂、工程上又不太适合实时应用等问题L3j，因此，文献[4—7]采用了一种通过在发送数据符号中插入导频符号，并在接收端利用导频符号的信息(包括幅度和相位)，对接收数据符号的幅度和相位进行插值运算来进行信道估计的方法。这