基于导频的OFDM系统信道估计

摘要：正交频分复用(0FDM)是一种高效的数字传输技术，因其较高的频带利用率以及抗多径衰落的性能，被视为下一代无线通信的核心技术。信道估计是视线OFDM系统的关键技术之一。主要研究了0FDM无线通信系统中基于导频的信息估计算法――LS算法，MMSE算法以及改进的LS算法，并通过仿真算法的最小均方误差性能和误码率特性证明了改进的LS算法要优于LS算法。
关键词：正交频分复用；信道估计；导频符号；最小平方算法

0 引言
0FDM(0rthogonal Frequency Divisicm Multipl―exing)是将数字调制、数字信号处理、多载波传输等技术有机结合在一起，使得它在系统的频谱利用率、功率利用率、复杂性方面有很强的竞争力，下一代宽带无线接入系统也采用了OFI)M作为其调制技术。目前0FDM技术已被广泛应用于欧洲数字音频广播标准(DAB)、数字广播电视标准(DVB)、无线局域网(欧洲Hiperlan2，北美802．11a等)、宽带无线接入(WiMAX)等系统中。并成为4G无线通信系统的最有竞争力的解决方案之一。
无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约。无线移动信道是时变的多径衰落信道，在时间轴和频率轴上都呈现选择性衰落，因此信道估计对0FDM传输系统非常重要。信道估计的任务就是根据接收到的经信道影响在幅度和相位上产生了畸变并叠加了噪声的接收序列，辨识信道时域或频域的传输特性。对OFDM系统，即估计每个子载波上的频率响应值。

1OFDM系统描述
0FDM是一种特殊的多载波调制方式，其主要思想就是在频域内将总的信道分成多个子信道，每个子信道上用一子载波进行调制，各个子载波之间相互正交，而且并行传输。这样，通过将高速串行数据流转化为低速并行数据流，就有效地消除了总的信道的频率选择性，对各路正交子载波的调制用IFFT来实现。基于导频插入的信道估计是指在发送
信号中插入导频信号，接收端通过对导频信号的处理进行信道估计。
设一个OFDM符号的频域表示为[X0，…，XN―1]T，其中Xk(k=0，l，2，…，N―1)表示第k个子载波上的分量。在发送端对[X0，…，XN-1]T做IFFT并加入循环前缀(CP)完成OFDM调制，形成时域0FDM符号。
当CP的长度TG大于信道冲激响应的长度时，信道冲激响应与0FDM符号之间的现行卷积就可以转化为循环卷积。在接受端去CP然后再作FFT就完成0FDM解调，得到接收端处的频域符号，具体过程参见图1。

假设信道的冲激响应有下面的形式：