基于導頻的OFDM系統信道估計

摘要：正交頻分復用(0FDM)是一種高效的數字傳輸技術(shù)，因其較高的頻帶利用率以及抗多徑衰落的性能，被視為下一代無(wú)線(xiàn)通信的核心技術(shù)。信道估計是視線(xiàn)OFDM系統的關(guān)鍵技術(shù)之一。主要研究了0FDM無(wú)線(xiàn)通信系統中基于導頻的信息估計算法――LS算法，MMSE算法以及改進(jìn)的LS算法，并通過(guò)仿真算法的最小均方誤差性能和誤碼率特性證明了改進(jìn)的LS算法要優(yōu)于LS算法。
關(guān)鍵詞：正交頻分復用；信道估計；導頻符號；最小平方算法

0 引言
0FDM(0rthogonal Frequency Divisicm Multipl―exing)是將數字調制、數字信號處理、多載波傳輸等技術(shù)有機結合在一起，使得它在系統的頻譜利用率、功率利用率、復雜性方面有很強的競爭力，下一代寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統也采用了OFI)M作為其調制技術(shù)。目前0FDM技術(shù)已被廣泛應用于歐洲數字音頻廣播標準(DAB)、數字廣播電視標準(DVB)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(歐洲Hiperlan2，北美802．11a等)、寬帶無(wú)線(xiàn)接入(WiMAX)等系統中。并成為4G無(wú)線(xiàn)通信系統的最有競爭力的解決方案之一。
無(wú)線(xiàn)通信系統的性能主要受到無(wú)線(xiàn)信道的制約。無(wú)線(xiàn)移動(dòng)信道是時(shí)變的多徑衰落信道，在時(shí)間軸和頻率軸上都呈現選擇性衰落，因此信道估計對0FDM傳輸系統非常重要。信道估計的任務(wù)就是根據接收到的經(jīng)信道影響在幅度和相位上產(chǎn)生了畸變并疊加了噪聲的接收序列，辨識信道時(shí)域或頻域的傳輸特性。對OFDM系統，即估計每個(gè)子載波上的頻率響應值。

1 OFDM系統描述
0FDM是一種特殊的多載波調制方式，其主要思想就是在頻域內將總的信道分成多個(gè)子信道，每個(gè)子信道上用一子載波進(jìn)行調制，各個(gè)子載波之間相互正交，而且并行傳輸。這樣，通過(guò)將高速串行數據流轉化為低速并行數據流，就有效地消除了總的信道的頻率選擇性，對各路正交子載波的調制用IFFT來(lái)實(shí)現。基于導頻插入的信道估計是指在發(fā)送
信號中插入導頻信號，接收端通過(guò)對導頻信號的處理進(jìn)行信道估計。
設一個(gè)OFDM符號的頻域表示為[X0，…，XN―1]T，其中Xk(k=0，l，2，…，N―1)表示第k個(gè)子載波上的分量。在發(fā)送端對[X0，…，XN-1]T做IFFT并加入循環(huán)前綴(CP)完成OFDM調制，形成時(shí)域0FDM符號。
當CP的長(cháng)度TG大于信道沖激響應的長(cháng)度時(shí)，信道沖激響應與0FDM符號之間的現行卷積就可以轉化為循環(huán)卷積。在接受端去CP然后再作FFT就完成0FDM解調，得到接收端處的頻域符號，具體過(guò)程參見(jiàn)圖1。

假設信道的沖激響應有下面的形式：