OFDM系統信道估計技術研究

趙麗娟

摘? ?要：近年來我國的社會經濟快速發展，隨著國內經濟發展水平的不斷提升，無線通信事業也有了較快的發展。OFDM技術作為一項能夠抗多途徑干擾的通信技術，已經被多種通信標準所采用。但OFDM通信技術在實際的使用過程中一定程度上受到信道擁擠情況的影響，導致相關實際通信質量較低。因此，文章根據當前條件下我國OFDM通信技術的實際應用情況，重點對OFDM通信技術系統的使用原理及其相關內容，做出具體內容的論述。

關鍵詞：正交頻分復用技術;信道估計技術;原理與方法

1? ? OFDM技術的基本原理

無線信道與有線靜態環境不同，在整個無線通信過程中，其自身是動態且不可提前預測的。正交頻分復用技術（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）作為一項多載波調制技術，在當前條件下主要被運用于4G通信之中，其具體的系統實現框圖如圖1所示。而OFDM技術在實際的使用過程中，不僅能夠抵抗多途徑的信號干擾，而且能在一定程度上抑制ISI和ICI效應，不僅如此，OFDM技術的有效使用還能在一定程度上提高頻譜的實際利用率。

2? ? OFDM系統信道估計技術研究

在快速時變的相關場景下，OFDM通信技術內部的相關通信信息也會不斷發生變化，使在原有LTV信道中的相關估計算法無法順利算出相應的信道沖激響應矩陣。因此，要想在快速時變的相關場景下高效地估計出相應的信道矩陣，就要在原有的基礎上不斷探索全新的OFDM系統信道估計方式。眾多學者不斷創新自身的研究方式和研究方向，最終提出了基于基拓展模型的信道矩陣估計方法。基拓展模型實際上指的是將一段時間內的信道時變特征模型，巧妙地使用基函數及其自身系數的線性組合進行描述。通常情況下，在對OFDM系統信道進行估計時，相關基函數的形式是已知且固定不變的。下面就對該方法的相關常用模型進行具體內容的論述。

2.1? 復指數基擴展模型

復指數基擴展模型作為基擴展模型中較為常見的模型之一，在實際的模擬過程中，使用一組正交復指數形式的函數來充當其基函數。復指數基擴展模型在實際的模擬過程中，采用的是對多普勒頻譜進行采樣的方式，擬合出一個實際的時變信道特征。這種采樣的方式在實際的使用過程中，由于不需要知道相關信道的具體統計特性，加之其整個操作過程及其基函數都較為簡單且便于實現，最終使復指數基擴展模型成為當前條件下應用較為廣泛的一種模型。但該模型由于受到自身基函數條件的限制，導致在對相關頻域進行采樣時往往會有一部分采集點超出原有的多普勒頻譜，最終使超出頻譜的這一部分無法真實準確地反映相關的實際問題。因此，在使用復指數基擴展模型進行實際的研究過程中，應盡量減小由于頻率過高所引起的誤差。

2.2? 多項式基擴展模型

通常情況下，多項式基擴展模型的相關基函數是由泰勒級數展開后取近似值得到的，在實際的使用過程中，實際的估計準確性會隨著多普勒擴展的增大而不斷下降。雖然從形式上來看，多項式基擴展模型本身很好實現，但在實際的運用過程中由于受多普勒擴展相關內容的影響程度極高，所以其更加適用于相關通信信道時變性較小的場景之中。

2.3? 離散卡·洛基擴展模型

離散卡·洛基擴展模型作為MMSE準則之下的最優擴展模型，在實際的使用過程之中需要清晰地了解相關通信信道的具體統計特性，并在通常情況下采用Jakes的信道模型對其進行仿真模擬，且在正常的模擬過程中其形狀為U型譜。但在實際的模擬過程中由于相關操作誤差的存在，導致其可能會出現一定形狀上的偏差，而模擬形狀上的偏差會在一定程度上影響實際的模擬過程，使整個模擬過程無法達到預期效果。

2.4? 離散橢球基擴展模型

離散橢球基擴展模型是一種幾乎能夠適用于所有信道的估計方式，并且在實際的使用過程中受多普勒擴展的影響較小。所以無論多普勒如何變化，在實際的估計結果都擁有著較高的精確程度。雖然離散橢球基擴展模型自身的能量較為集中，對于多普勒變化的敏感程度不高，且幾乎能夠適用于所有信道，但其自身的估計性能有所下降，不及其他幾種常見的估計方式。

3? ? BEM模型下的OFDM系統的信道估計

3.1? 插入導頻的結構

要想在快速時變的相關場景下，有效避免由于ICI帶來的干擾，在實際插入導頻結構時就要采用相等間隔導頻簇的方式，從而最大限度保證其估計性能和準確程度的最優。

3.2? 基于LS，LMMSE準則的估計值

基于LS，LMMSE準則對相關信道進行估值的具體步驟大概分為3步進行。首先，要在實際進行估計的過程中盡量采用多個相互正交的基函數與其系數相乘的方式，清晰地表示出時域信道的實際沖激響應。其次，通過特定的變換方式將等待估計的部分從整個部分中有效分離出來。最終，通過計算的方式得出相應的待估值數據，并對其進行合理的誤差分析及仿真過程，其具體的信道估計算法流程如圖2所示。

4? ? 結語

綜上所述，OFDM技術作為一種新型的無線通信技術手段，在實際的使用過程中不僅能夠有效對抗多途徑的干擾，而且在一定程度上能降低在信道估計過程中計算的復雜程度。近年來，隨著我國社會的不斷發展進步，人們對相關通信技術水平的要求也在不斷提升，相關通信工作單位要想更好地滿足人們的日常生產生活，在日后的實際工作過程中，應加強OFDM系統的信道估計技術水平，通過相關信道估計技術的使用，切實保障人們日常的通信需求。

[參考文獻]

[1]任文成.基于EM算法的OFDM系統聯合時變信道估計與信號檢測技術研究[J].電子設計工程，2015（24）：1-4.

[2]任文成，秦建存，王棟良.OFDM聯合信道估計與均衡技術研究[J].無線電通信技術，2014（2）：27-30.