一種改進(jìn)的基于子空間MIMO—OFDM信道盲估計(jì)算法

張鏖烽

摘要：信道估計(jì)是MIMO-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，相比非盲估計(jì)而言，盲估計(jì)技術(shù)具有帶寬利用率高，系統(tǒng)傳輸效率高的優(yōu)點(diǎn)。基于子空間盲估計(jì)算法在信道變化不是很快的情況下有比較精確的估計(jì)效果，但是多徑衰落、噪聲等會(huì)引起子空間之間的非正交，從而導(dǎo)致估計(jì)性能急劇惡化，本文采用斜投影解決子空間之間非正交問(wèn)題，采用MMSE估計(jì)準(zhǔn)則的仿真結(jié)果表明對(duì)信道估計(jì)性能有明顯的提高。

關(guān)鍵詞：子空間；斜投影；MIMO-OFDM；盲估計(jì)

中圖分類號(hào)：TN919.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）07-0146-01

作為第四代的核心移動(dòng)通信技術(shù)，MIMO-OFDM系統(tǒng)理所當(dāng)然的成為研究未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)的熱點(diǎn)。能在空間中產(chǎn)生并行而又獨(dú)立信道的MIMO技術(shù)還可以將多路數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)傳輸，這樣可以極大程度的提高頻帶部分在系統(tǒng)中的利用率；通過(guò)將信道成功分解成數(shù)個(gè)正交子信道，OFDM技術(shù)能夠有效識(shí)別其中的頻率選擇性衰落信道并將其轉(zhuǎn)化成頻率平坦性衰落信道，從而降低信道受多徑衰落的影響程度。

非盲信道估計(jì)技術(shù)是信道估計(jì)技術(shù)中的一種，該技術(shù)是根據(jù)導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列進(jìn)行對(duì)信道特性的估計(jì)，其原理和數(shù)學(xué)性比較成熟，收斂速度快，但是頻帶利用率比較低。而基于噪聲子空間盲估計(jì)算法利用接受信號(hào)的二階統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行奇異值分解能夠比較精確的估計(jì)信道的狀態(tài)，但是多徑衰落、噪聲等會(huì)引起子空間之間的非正交，從而導(dǎo)致估計(jì)性能急劇惡化，本文采用斜投影解決子空間之間非正交問(wèn)題，仿真結(jié)果表明對(duì)信道估計(jì)性能有明顯的提高。

1 MIMO-OFDM系統(tǒng)

假設(shè)MIMO-OFDM系統(tǒng)有NT根發(fā)射天線和NR根接收天線。設(shè)從第m根發(fā)射天線到第n根接收天線之間信道的頻率響應(yīng)為Hmn，，每個(gè)信道傳輸?shù)腛FDM信號(hào)有K個(gè)子載波，則第n根接收天線在時(shí)隙i的接收信號(hào)可以表示為：

假設(shè)發(fā)送信號(hào)與加性噪聲互不相關(guān)，式（6）中發(fā)送信號(hào)的自相關(guān)矩陣Rss是滿秩的，利用噪聲子空間和信道估計(jì)矩陣的正交關(guān)系可以估計(jì)出MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道，此時(shí)我們只需要估計(jì)噪聲子空間張成的特征向量Us，該向量可以接受信號(hào)自相關(guān)矩陣Rrr的特征值分解得到。我們采用不同的估計(jì)準(zhǔn)則來(lái)完成對(duì)信道的最優(yōu)估計(jì)。

3 仿真及分析

在MIMO - OFDM系統(tǒng)中，信道估計(jì)出的各仿真參數(shù)具體如下： NT（發(fā)射天線數(shù)量）=3； NR（接受天線數(shù)量）=6； M（子載波數(shù)量）=64；應(yīng)用QPSK進(jìn)行調(diào)制；L（信道的有效階數(shù)）=8；循環(huán)前綴的長(zhǎng)度P（循環(huán)前綴長(zhǎng)度）=7；此時(shí)的噪聲環(huán)境為在空間中互相不關(guān)聯(lián)的加性高斯白噪聲；運(yùn)用 MMSE 準(zhǔn)則進(jìn)行信道估計(jì)。圖1為改進(jìn)前后的基于子空間盲信道估計(jì)性能的比較，結(jié)果顯示改進(jìn)后的算法的估計(jì)準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于改進(jìn)之前，尤其在信噪比達(dá)到20dB以后性能提升得更明顯。

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