摘  要： 正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它能有效地克服多徑干擾和碼間干擾，是第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。對(duì)OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了比較。重點(diǎn)介紹了幾種常用的信道估計(jì)算法、LS算法、LMMSE算法、SVD算法及DFT和DCT兩種變換域算法，并給出了這些算法的仿真實(shí)現(xiàn)。
關(guān)鍵詞： 正交頻分復(fù)用；信道估計(jì)；最小二乘；最小均方誤差

    OFDM是一種多載波數(shù)字通信調(diào)制技術(shù)，通過將高速率的信息符號(hào)串并變換成低速率符號(hào)，再調(diào)制到多個(gè)正交的子載波上并行地發(fā)射，OFDM可以減小信道頻率選擇性衰落的影響，使其非常適合應(yīng)用在寬帶無線通信系統(tǒng)中。為了獲得高精度的信道狀態(tài)信息，使得系統(tǒng)能夠獲得相干檢測的性能增益、多天線系統(tǒng)的分集和復(fù)用增益以及自適應(yīng)跨層處理的性能增益，現(xiàn)代OFDM系統(tǒng)都將高精度高效的信道估計(jì)器作為系統(tǒng)不可缺少的組成部分[1]。
    目前，OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)的研究相當(dāng)成熟。根據(jù)在時(shí)域或是在頻域?qū)崿F(xiàn)，可分為時(shí)域信道估計(jì)算法和頻域信道估計(jì)算法；根據(jù)信道估計(jì)是否具有反饋環(huán)路、是否采用已知信息，可分為基于判決反饋的信道估計(jì)方法、盲或半盲信道估計(jì)方法以及基于導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)方法；根據(jù)信道參數(shù)是否在接收端被估計(jì)，信道估計(jì)算法可分為非參數(shù)化信道估計(jì)和參數(shù)化信道估計(jì)。為了兼顧信道估計(jì)系統(tǒng)性能和復(fù)雜度，派生出了一些變換域算法。
    本文主要介紹了OFDM系統(tǒng)中幾種基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù)，并給出了這些算法的仿真比較。
1 OFDM系統(tǒng)模型
    圖1給出了典型的OFDM系統(tǒng)基帶模型。首先在映射器中根據(jù)系統(tǒng)的調(diào)制方式對(duì)二進(jìn)制信息進(jìn)行符號(hào)映射分組并調(diào)制，串并變換后插入導(dǎo)頻形成頻域序列X[k]。長度為N的序列X[k]被調(diào)制到工作子載波上，經(jīng)過IFFT模塊被轉(zhuǎn)化為時(shí)域序列x[n]。

    本文簡單地對(duì)OFDM系統(tǒng)中經(jīng)典的信道估計(jì)算法進(jìn)行了闡述，并給出仿真實(shí)現(xiàn)。LS算法不使用關(guān)于信道的任何信息，其估計(jì)性能較差。LMMSE算法利用頻域協(xié)方差矩陣、平均信噪比等信道統(tǒng)計(jì)特性，能夠達(dá)到一個(gè)很好的估計(jì)效果。但是，它是以矩陣求逆這樣的大計(jì)算量為代價(jià)的。采用奇異值分解(SVD)算法可以減少LMMSE的計(jì)算復(fù)雜度。基于DFT的變換域算法，通過濾去CIR長度之外的噪聲和干擾可以實(shí)現(xiàn)算法的復(fù)雜度及估計(jì)性能的折中，達(dá)到較為理想的估計(jì)效果。基于離散余弦變換DCT的算法，在信道沖激響應(yīng)CIR抽頭間隔是分?jǐn)?shù)倍采樣周期時(shí)，較基于DFT變換的變換域方法有更好的估計(jì)性能。
參考文獻(xiàn)
[1] KEMAL O M，HUSEYIN A.Channel estimation for wireless OFDM systems[J].IEEE Communications Surveys&Tutorials，2007，9(2)：18-48.
[2] EDFORS O，SANDELL M，VANDEBEEK J J，et al.OFDM channel estimation by singular value decomposition[J].IEEE Transactions on Communications，1998，46(7)：931-939．
[3] MORELLI M，MENGALI U.A comparison of pilot-aided channel estimation methods for OFDM systems[J].IEEE Transactions on Signal Processing，2001，49(12)：3065-3073.
[4] MINN H.An investigation into time-domain approach for OFDM channel estimation[J].IEEE Transactions on Broadcasting，2000，46(4)：240-247.
[5] ZHAO Y，HUANG A.A novel channel estimation method  for OFDM mobile communication systems based on pilot signals and transform-domain processing[C].In：Proc IEEE Vehic Tech Conf.Phoenix，AZ.1997：2089-2093.
[6] YEH Y H，CHEN S G.Dct-based channel estimation for OFDM systems[C].Proc IEEE Int′1 Conf Commun.Paris France，2004：2442-2446.