MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)信道估計算法研究.pdf

1、提高頻譜的利用率是下一代無線移動通信的主要目標之一。在帶寬和功率受限的無線通信中，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)。同時正交頻分復用（Orthogongal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技術(shù)具有抵抗多徑衰落和降低寬帶接收機復雜度等優(yōu)點，MIMO-OFDM被認為是后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。信道估計作為無線通信系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，是MIMO-OFDM系統(tǒng)中相干檢測和空時解碼的必須條件。因此本文以MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道估計作為研究的主要內(nèi)容。
　　高速無線數(shù)據(jù)傳輸導致信道呈現(xiàn)出稀疏特性，利用該特性可提高信道估計性能。針對非時變多徑稀疏的MIMO-OFDM信道，提出了基于廣義Akaike信息論準則的信道估計算法，該算法能夠估計出信道的階數(shù)和每條路徑的時延，然后將由最小二乘算法估計

3、出的時域信道沖激響應(yīng)中非傳播路徑點置0，由此可降低加性白噪聲對信道估計的影響，提高信道估計的精度，同時，信道稀疏性越強，性能提高越大。
　　接收終端的快速移動使得無線MIMO-OFDM通信信道具有快速時變特性。信道快速時變會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。論文中首先對時變無線信道建立了一個離散長橢球體序列擴展模型，近似時變信道。同時提出了一種不依賴信道統(tǒng)計特性信息的迭代的估計方法，利用均衡輸出的結(jié)果消除未

4、知信息序列對信道估計的干擾。在該模型的基礎(chǔ)上，采用導頻序列對時變MIMO-OFDM信道進行估計。
　　信道估計通常使用導頻符號輔助方法，這種方法需要增加額外的系統(tǒng)帶寬。為提高帶寬效率，對疊加訓練序列的方法進行了研究，該方法將一低功率周期性的訓練序列直接疊加于信息序列，對接收數(shù)據(jù)求均值，不需要任何額外系統(tǒng)帶寬，可估計信道。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)計平均值，使得未知的信息序列對信道估計的性能產(chǎn)生影響。提出了

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