基于反饋迭代算法的航空通信系統(tǒng)信道估計(jì)算法研究

張建康， 趙悠悠， 尚應(yīng)博， 穆曉敏

(鄭州大學(xué) 信息工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

0 引言

正交頻分復(fù)用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技術(shù)具有良好的抗多徑干擾能力和極高的頻譜利用率,可以靈活地和其他接入方式結(jié)合衍生出新的系統(tǒng),目前已廣泛地應(yīng)用在無(wú)線通信系統(tǒng)和L-band數(shù)字航空通信系統(tǒng)(l-band digital aeronautical communication system,L-DACS)中[1-3]。在實(shí)際航空通信中,飛機(jī)的高速運(yùn)動(dòng)以及飛機(jī)間較大的通信距離會(huì)產(chǎn)生高多普勒頻移和大傳播時(shí)延，這對(duì)OFDM技術(shù)在航空通信中的應(yīng)用提出巨大挑戰(zhàn)。多普勒頻移破壞子載波間的正交性，造成子載波間的功率泄漏，從而產(chǎn)生子載波間干擾(inter-carrier interference,ICI);大時(shí)延會(huì)產(chǎn)生符號(hào)間干擾，因而時(shí)變信道背景下的信道估計(jì)和均衡技術(shù)成為航空通信系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題[4-5]。

近年來(lái)，基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)算法在無(wú)線通信系統(tǒng)背景下得到廣泛的研究。導(dǎo)頻位置及導(dǎo)頻疏密對(duì)于信道估計(jì)性能具有很大影響[6]，時(shí)變信道下梳狀導(dǎo)頻可以更好地適應(yīng)時(shí)變信道[7-8]。 航空?qǐng)鼍跋碌母叨嗥绽疹l移將導(dǎo)致信道的快速時(shí)變性。筆者充分考慮航空通信信道的快速時(shí)變性，在插入梳狀導(dǎo)頻前提下尋找滿足信道估計(jì)的導(dǎo)頻數(shù)量。傳統(tǒng)估計(jì)算法中，最小二乘(least-square,LS)估計(jì)算法具有計(jì)算量小、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但估計(jì)性能不理想。Edfors等[9]提出的線性最小均方誤差(linear minimum mean square error,LMMSE)估計(jì)算法，雖然利用奇異值分解降低了復(fù)雜度，但需要已知信道的二階統(tǒng)計(jì)特性，當(dāng)信道二階統(tǒng)計(jì)特性難以準(zhǔn)確獲得時(shí)，信道估計(jì)性能顯著惡化。文獻(xiàn)[10-11]介紹了基于迭代反饋的算法，迭代反饋算法是將經(jīng)過(guò)信道估計(jì)之后的檢測(cè)信號(hào)作為導(dǎo)頻信息再次進(jìn)行估計(jì)的算法。……