MIMO—OFDM技術(shù)中信道估計(jì)算法的研究

方偉偉

摘 要 現(xiàn)如今，信道估計(jì)算法開(kāi)始被許多行業(yè)所重視。當(dāng)信道算法發(fā)生估計(jì)及導(dǎo)頻方案的實(shí)施時(shí)，信道近似不變的設(shè)計(jì)方案會(huì)獲得進(jìn)一步的改善。而為了進(jìn)一步得到更好的信道估計(jì)算法或者方案，MIMO-OFDM技術(shù)就開(kāi)始被引用進(jìn)來(lái)，本文也由此進(jìn)行初步探究。

關(guān)鍵詞 MIMO-OFDM 信道估計(jì) 算法

0引言

正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)與多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)相結(jié)合的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)及其基于信噪比的自適應(yīng)信道估計(jì)算法是現(xiàn)今比較常見(jiàn)的。然而，（MIMO）技術(shù)被應(yīng)用起來(lái)會(huì)比較吃力，因?yàn)槎喾矫婀ぷ魇呛茈y實(shí)現(xiàn)的一個(gè)信道估計(jì)方法。而正交頻分復(fù)用（OFDM）系統(tǒng)也顯得較為復(fù)雜，仿真時(shí)如何透過(guò)這兩個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真控制，是非常關(guān)鍵的一種舉措及方案。

1差分編碼信道估計(jì)

差分波形是一種將電平跳變與否反映在相鄰信道估計(jì)碼元的相對(duì)變化的波形，也就是說(shuō)當(dāng)電平跳變的時(shí)候表示為1，而不跳變的時(shí)候表示為0。它與碼元本身的極性沒(méi)有任何的關(guān)系，而是僅僅與相鄰碼元的極性變化有關(guān)，因此也稱之為相對(duì)碼波形，用差分波形傳輸信碼可解決多輸入多輸出相位不清晰的問(wèn)題。

在2psk的調(diào)制以及相干解調(diào)的過(guò)程之中，多輸入多輸出信道估計(jì)會(huì)有2種相位，分別是0相、%i相，而解調(diào)結(jié)果和原本的信道估計(jì)或是反相、或是同相，正因?yàn)椴荒鼙恢苯哟_定，就會(huì)導(dǎo)致所調(diào)制得到的信道估計(jì)和發(fā)送的信道估計(jì)可能剛好就是相反的，這種情況稱之為相位模糊，而這種相位模糊時(shí)無(wú)法克制的，所以要先對(duì)信道估計(jì)進(jìn)行差分調(diào)制，然后信道估計(jì)接受時(shí)進(jìn)行差分解調(diào)，從而克服相位模糊這一難題。這就是要針對(duì)差分編碼器進(jìn)行設(shè)計(jì)的緣由。

如果雙比特碼相應(yīng)多輸入多輸出相位為0，01為pi/2，10為pi，11為3pi/2，可以得到：

那么方程在進(jìn)行簡(jiǎn)化以后，就是：

其中{U5A}和{U9A}是用來(lái)進(jìn)行自然碼和格雷碼的相互轉(zhuǎn)換的，在式中【cn】與【en-1】異或是由{U6A}進(jìn)行處理的，{U7A}把由{U6A}處理產(chǎn)生的信道估計(jì)和{U10A}所獲得的信道估計(jì)通過(guò)邏輯異或以獲得【en】，{U9A}進(jìn)行【dn】和【fn-1】邏輯運(yùn)算，那么在此基礎(chǔ)上，就能進(jìn)行【dn】和【f n-1】異或運(yùn)算，從而可知道，【fn】信道估計(jì)來(lái)自于{U8A}。

此信道估計(jì)主要是由5個(gè)74LS86N（2輸入四異或門）、1個(gè)74LS08N（2輸入四與門）和2個(gè)74LS74N（D觸發(fā)器）。{U5A}代表著對(duì)格雷碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以獲得自然碼的邏輯信道估計(jì)，而{U9A}是轉(zhuǎn)換自然碼，來(lái)得到格雷碼的信道估計(jì)，兩個(gè)信道估計(jì)都較易實(shí)現(xiàn)，只各需一個(gè)異或門即可滿足要求，其余的原件則是組成自然碼的差分編碼信道估計(jì)。其中運(yùn)用D觸發(fā)器的原因是其延時(shí)特征，能夠確保信道估計(jì)延時(shí)相應(yīng)的碼元周期，在此基礎(chǔ)上即可得到【en-1】、【fn-1】。D觸發(fā)器的[-1Q]端仍然采用置空，并不影響仿真結(jié)果。

2 MIMO-OFDM信道估計(jì)

MIMO-OFDM信道估計(jì)正頻多輸入多輸出中，其離散相位狀態(tài)主要有4類，而信道估計(jì)可以通過(guò)以下式子進(jìn)行表示：

Si（t）=Acos（%rct+%ai） i=1，2，3，4 0≤t≤Ts （5-1）

Ts為四進(jìn)制符號(hào)間隔，%ai為正頻多輸入多輸出的相位，有四種可能的狀態(tài)。第一種%ai為0、90啊？80啊？70埃俏絞？ 。第二種為45啊？35啊？25啊？15埃俏絞？。在這個(gè)信道估計(jì)的設(shè)計(jì)中我將分別分析兩種方式并且研究調(diào)制原理。

3結(jié)語(yǔ)

在MIMO-OFDM信道估計(jì)里，其理想狀態(tài)信道估計(jì)波形為恒包絡(luò)，不過(guò)實(shí)際應(yīng)用里，由于帶寬限制，所以要對(duì)信道估計(jì)也要約束其帶寬。而應(yīng)用最廣的方式即通過(guò)濾波器來(lái)約束信道估計(jì)帶寬，在此以后，即可做正交調(diào)制，不過(guò)所獲得的帶寬限制MIMO-OFDM就不為恒定包絡(luò)。根據(jù)第一個(gè)方式來(lái)看，多輸入多輸出相位可能發(fā)生瞬時(shí)的相位變化，這使得該調(diào)制方式所產(chǎn)生的信道估計(jì)波形的包絡(luò)出現(xiàn)為零的現(xiàn)象，表明包絡(luò)起伏明顯，可以讓包絡(luò)變化變緩，同時(shí)對(duì)于非相干解調(diào)有積極影響。信道估計(jì)是通過(guò)仿真，由正頻信道估計(jì)源模擬所得，要完善該問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)計(jì)加入振蕩信道估計(jì)從而產(chǎn)生多輸入多輸出，不過(guò)，要注意多輸入多輸出相位、碼元之間必須同步，同時(shí)還應(yīng)該設(shè)計(jì)移相信道估計(jì)，這樣由振蕩信道估計(jì)中產(chǎn)生的正頻信道估計(jì)能夠生成滿足上、下行路需求的正交信道估計(jì)。

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