MIMO-OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究.pdf

1、提高頻譜的利用率是下一代無(wú)線移動(dòng)通信的主要目標(biāo)之一。在帶寬和功率受限的無(wú)線通信中，多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output, MIMO）是獲得更高的頻譜效率最具有潛力的技術(shù)。同時(shí)正交頻分復(fù)用（Orthogongal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技術(shù)具有抵抗多徑衰落和降低寬帶接收機(jī)復(fù)雜度等優(yōu)點(diǎn)，MIMO-OFDM被認(rèn)為是后3G最有潛力的技術(shù)之一，能夠適應(yīng)高信道容量、高比

2、特信息速率等寬帶多媒體應(yīng)用的需求。信道估計(jì)作為無(wú)線通信系統(tǒng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是MIMO-OFDM系統(tǒng)中相干檢測(cè)和空時(shí)解碼的必須條件。因此本文以MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)作為研究的主要內(nèi)容。
　　高速無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)致信道呈現(xiàn)出稀疏特性，利用該特性可提高信道估計(jì)性能。針對(duì)非時(shí)變多徑稀疏的MIMO-OFDM信道，提出了基于廣義Akaike信息論準(zhǔn)則的信道估計(jì)算法，該算法能夠估計(jì)出信道的階數(shù)和每條路徑的時(shí)延，然后將由最小二乘算法估計(jì)

3、出的時(shí)域信道沖激響應(yīng)中非傳播路徑點(diǎn)置0，由此可降低加性白噪聲對(duì)信道估計(jì)的影響，提高信道估計(jì)的精度，同時(shí)，信道稀疏性越強(qiáng)，性能提高越大。
　　接收終端的快速移動(dòng)使得無(wú)線MIMO-OFDM通信信道具有快速時(shí)變特性。信道快速時(shí)變會(huì)破壞子載波間的正交性引起子載波間干擾，從而使系統(tǒng)性能下降。論文中首先對(duì)時(shí)變無(wú)線信道建立了一個(gè)離散長(zhǎng)橢球體序列擴(kuò)展模型，近似時(shí)變信道。同時(shí)提出了一種不依賴(lài)信道統(tǒng)計(jì)特性信息的迭代的估計(jì)方法，利用均衡輸出的結(jié)果消除未

4、知信息序列對(duì)信道估計(jì)的干擾。在該模型的基礎(chǔ)上，采用導(dǎo)頻序列對(duì)時(shí)變MIMO-OFDM信道進(jìn)行估計(jì)。
　　信道估計(jì)通常使用導(dǎo)頻符號(hào)輔助方法，這種方法需要增加額外的系統(tǒng)帶寬。為提高帶寬效率，對(duì)疊加訓(xùn)練序列的方法進(jìn)行了研究，該方法將一低功率周期性的訓(xùn)練序列直接疊加于信息序列，對(duì)接收數(shù)據(jù)求均值，不需要任何額外系統(tǒng)帶寬，可估計(jì)信道。該方法在接收端由于采用未知信息序列的算術(shù)均值代替其統(tǒng)計(jì)平均值，使得未知的信息序列對(duì)信道估計(jì)的性能產(chǎn)生影響。提出了

5、一種迭代疊加訓(xùn)練序列信道估計(jì)方法，即把經(jīng)過(guò)頻域均衡、譯碼得到的發(fā)送信息序列的估計(jì)值和疊加訓(xùn)練序列之和作為新的訓(xùn)練序列，反饋到信道估計(jì)器再次估計(jì)信道狀態(tài)信息，通過(guò)這種判決反饋的迭代信道估計(jì)方法提高信道估計(jì)的性能。首先對(duì)于非時(shí)變SISO-OFDM信道應(yīng)用該方法進(jìn)行信道估計(jì)，然后基于長(zhǎng)橢球序列基擴(kuò)展模型，將該方法擴(kuò)展到快速時(shí)變的MIMO-OFDM信道估計(jì)。
　　在實(shí)際的多用戶(hù)MIMO-OFDM通信環(huán)境中存在有色干擾和信道空間相關(guān)，導(dǎo)致信