基于導頻的OFDM系統(tǒng)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，因其較高的頻帶利用率以及抗多徑衰落的性能，被視為下一代無線通信的核心技術。信道估計是視線OFDM系統(tǒng)的關鍵技術之一。主要研究了0FDM無線通信系統(tǒng)中基于導頻的信息估計算法――LS算法，MMSE算法以及改進的LS算法，并通過仿真算法的最小均方誤差性能和誤碼率特性證明了改進的LS算法要優(yōu)于LS算法。
關鍵詞：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、多載波傳輸等技術有機結合在一起，使得它在系統(tǒng)的頻譜利用率、功率利用率、復雜性方面有很強的競爭力，下一代寬帶無線接入系統(tǒng)也采用了OFI)M作為其調制技術。目前0FDM技術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)、無線局域網(歐洲Hiperlan2，北美802．11a等)、寬帶無線接入(WiMAX)等系統(tǒng)中。并成為4G無線通信系統(tǒng)的最有競爭力的解決方案之一。
無線通信系統(tǒng)的性能主要受到無線信道的制約。無線移動信道是時變的多徑衰落信道，在時間軸和頻率軸上都呈現(xiàn)選擇性衰落，因此信道估計對0FDM傳輸系統(tǒng)非常重要。信道估計的任務就是根據接收到的經信道影響在幅度和相位上產生了畸變并疊加了噪聲的接收序列，辨識信道時域或頻域的傳輸特性。對OFDM系統(tǒng)，即估計每個子載波上的頻率響應值。

1 OFDM系統(tǒng)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子信道，每個子信道上用一子載波進行調制，各個子載波之間相互正交，而且并行傳輸。這樣，通過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來實現(xiàn)。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，接收端通過對導頻信號的處理進行信道估計。
設一個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，形成時域0FDM符號。
當CP的長度TG大于信道沖激響應的長度時，信道沖激響應與0FDM符號之間的現(xiàn)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，具體過程參見圖1。

假設信道的沖激響應有下面的形式：