高速移動(dòng)環(huán)境下信道估計(jì)算法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）是一種并行傳輸系統(tǒng)，因其高頻率利用率和強(qiáng)抗干擾性能，OFDM已經(jīng)在無線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。高速移動(dòng)環(huán)境下會產(chǎn)生很大的多普勒頻移，其破壞了OFDM系統(tǒng)的正交性并產(chǎn)生嚴(yán)重的子載波間干擾（Inter-Carrier Interference，ICI），ICI將嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的可靠性。因此，如何在高速移動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行準(zhǔn)確的信道估計(jì)是

2、OFDM系統(tǒng)亟須解決的關(guān)鍵問題。
　　本文首先分析無線信道的傳播特性，介紹常用的統(tǒng)計(jì)信道模型和高速移動(dòng)下無線信道的特點(diǎn)。通過研究 OFDM基本原理，給出了通信系統(tǒng)模型，并對導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)算法和估計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行了分析。在高速移動(dòng)環(huán)境下，信道的快衰落特性決定了信道模型不能簡單的描述為線性時(shí)變。此時(shí)，若仍然使用傳統(tǒng)的頻域輔助信道估計(jì)方法將會導(dǎo)致嚴(yán)重的誤差。為了減小估計(jì)誤差，達(dá)到更好的誤碼率性能，基于基擴(kuò)展模型（Basis Expansi

3、on Model，BEM）的信道估計(jì)方法便成為一個(gè)很好的選擇。基于基擴(kuò)展模型的信道估計(jì)方法將時(shí)變信道估計(jì)轉(zhuǎn)化為對基函數(shù)系數(shù)的估計(jì)，并通過導(dǎo)頻信號來進(jìn)行系數(shù)估計(jì)。然而，嚴(yán)重的ICI干擾會導(dǎo)致基函數(shù)系數(shù)估計(jì)誤差增大并造成性能惡化。本文在分析ICI功率分布的基礎(chǔ)上，針對梳狀導(dǎo)頻分布方式下ICI集中分布的特點(diǎn)，提出了一種新的導(dǎo)頻方式，即組導(dǎo)頻，以減小ICI，并仿真對比了組導(dǎo)頻和傳統(tǒng)梳狀導(dǎo)頻下的系統(tǒng)誤符號率（Symbol Error Rate，S

4、ER）性能。仿真結(jié)果表明，在高速移動(dòng)中，相比于基于梳狀導(dǎo)頻的傳統(tǒng)BEM信道估計(jì)算法，本文提出的方法更能有效減小ICI，提高時(shí)變信道估計(jì)算法的性能。
　　最后，在塊狀導(dǎo)頻的基礎(chǔ)上，仿真比較了快慢衰落信道下不同估計(jì)算法的性能以及常用的插值算法的性能。在快衰落環(huán)境下，針對各種估計(jì)準(zhǔn)則和插值方法誤碼性能表現(xiàn)不理想的問題，提出了一種改進(jìn)的基于短塊狀導(dǎo)頻的時(shí)變信道估計(jì)算法。改進(jìn)后的算法旨在于解決傳統(tǒng)算法中塊狀導(dǎo)頻符號所受ICI嚴(yán)重和時(shí)變信道頻