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《基于正交頻分復(fù)用的線性最小均方誤差信道估計改進(jìn)算法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于正交頻分復(fù)用的線性最小均方誤差信道估計改進(jìn)算法摘要：傳統(tǒng)的線性最小均方誤差（LMMSE）信道估計要求已知信道的統(tǒng)計特性，而實際應(yīng)用中無線信道的統(tǒng)計特性往往是不可知的。針對無線信道的不確定性，根據(jù)時域信道上能量分布的稀疏性特點，在最小二乘（LS）算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的LMMSE信道估計算法。該算法從當(dāng)前信道置信度較高的頻率響應(yīng)出發(fā)，把相鄰子載波信道估計誤差的比值作為信道響應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，然后通過加權(quán)平均的方法計算出多徑信道下的信道響應(yīng)。該算法避免了繁瑣的矩陣求逆與分解運算，能夠有效降低算法復(fù)雜度。實驗結(jié)果表明，所提算法總體性能優(yōu)于LS算法及經(jīng)過奇異值分解的線性最小均
2、方誤差（SVDL畫SE）估計算法，且其誤碼率接近于傳統(tǒng)的LMMSE算法。關(guān)鍵詞：正交頻分復(fù)用；信道估計；無線信道；均方誤差；誤碼率中圖分類號：TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A0引言正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM）是現(xiàn)代通信系統(tǒng)多載波調(diào)制中的一項關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的核心思想是將傳輸信道分解成若干個正交子信道，使高速傳輸數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，經(jīng)逆傅里葉變換后分別在每個子信道上進(jìn)行傳輸。在多徑條件下使用OFDM技術(shù)可以增加系統(tǒng)的魯棒性，使其能夠較好地對抗無線信道的頻率選擇性衰落和窄帶干擾，并有效提升系統(tǒng)
3、的頻帶利用率。為保證信號傳輸?shù)目煽啃裕琌FDM系統(tǒng)對子載波間的正交性要求非常嚴(yán)格，而信道估計則是其中的一項關(guān)鍵技術(shù)。通過跟蹤接收端信道頻率響應(yīng)的變化，該技術(shù)可以對接收到的信號進(jìn)行恢復(fù)和校正，以減小信道多徑衰落對系統(tǒng)的影響，因而其精確程度將直接影響OFDM系統(tǒng)的總體性能［1］。常見的信道估計算法一般可分為3類：盲信道估計、半盲信道估計和非盲信道估計。盲信道估計具有較好的頻帶利用率，且不需要輔助信息，但其算法復(fù)雜度高、收斂速度慢且精度較低。半盲信道估計算法是基于盲信道估計的一種優(yōu)化，它雖然克服了盲信道估計算法復(fù)雜度高、收斂速度慢等的缺點，但其算法精確度相對較低，因而在實際應(yīng)用
4、中受到一定的限制。而非盲信道估計則是一種基于導(dǎo)頻的信道估計算法，該類算法運算復(fù)雜度較低，且具有較高的精確度和頻帶利用率，因而逐漸成為人們的研究熱點?，F(xiàn)階段對于非盲信道估計算法的研究主要集中在低秩算法和自適應(yīng)低秩算法。文獻(xiàn)［2］提出了一種低復(fù)雜度的線性最小均方誤差（LinearMinimumMeanSquareError,LMMSE）信道估計算法，該算法僅僅考慮了自相關(guān)矩陣對角線上的一些重要信息，以犧牲系統(tǒng)總體性能為代價來降低算法的復(fù)雜度。文獻(xiàn)［3］利用托普利茲矩陣來計算信道的自相關(guān)矩陣及其逆矩陣，但該算法在求解托普利茲矩陣的自相關(guān)矩陣及其逆矩陣的計算過程中復(fù)雜度較高，具體
5、實現(xiàn)起來較為困難。文獻(xiàn)［4］提出了一種采用循環(huán)梳狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的算法來提高信道估計的總體性能，但該算法的整體效率相對較低。文獻(xiàn)［5］利用雙對角矩陣算法來降低運算的復(fù)雜度，該算法雖然避免了逆矩陣的求解，但需要預(yù)先知道信道統(tǒng)計特性，而對于無線信道而言，其統(tǒng)計特性往往是不確定的。針對上述問題，文中提出了一種改進(jìn)的低復(fù)雜度L畫SE信道估計算法，該算法可在信道特性未知的情況下進(jìn)行有效的信道估計。算法首先對信道的時域能量進(jìn)行分析，根據(jù)無線信道的稀疏特性［6］，選擇當(dāng)前信道置信度較高的頻率響應(yīng)作為預(yù)估計值，以相鄰子載波信道估計誤差之比值作為估計算法的加權(quán)系數(shù)，然后通過加權(quán)平均的方法估計子載
6、波的信道響應(yīng)，進(jìn)而完成對整個系統(tǒng)的信道估計。仿真實驗結(jié)果表明：該算法總體性能優(yōu)于最小二乘（LeastSquares,LS）算法及經(jīng)過奇異值分解線性最小均方誤差（SingularValueDecompositionLinearMinimumMeanSquareError，SVDLMMSE）估計算法，且精確度逼近于傳統(tǒng)的L麗SE估計算法。10FDM系統(tǒng)模型1所示為OFDM系統(tǒng)收發(fā)機(jī)模型框圖。OFDM發(fā)射機(jī)將信息比特流映射成一個相移鍵控(PhaseShiftKeying,PSK)或幅度正交調(diào)制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)序列，再把符號序
7、列轉(zhuǎn)換成N個并行的符號流，最后將其分別調(diào)制到N個不同的子載波上進(jìn)行傳輸。片1OFDM系統(tǒng)原理框令n(k)表示第k個子載波上的第i個發(fā)送符號(其中k=0，1，…，N-1，1=0，1，…，°°),由于經(jīng)過了串并轉(zhuǎn)換，所以N個符號的傳輸時間擴(kuò)展為NTs,因此單個OFDM符號的持續(xù)時間Tsym=NTs。令屮1，k(t)表示第k個子載波上的第1個OFDM符號［7］，即屮1，k(t)=ej2hfk(t—lTsym),0Y(k)=X(k)?H(k)+o(k)；0
