一種改進(jìn)的基于子空間MIMO—OFDM信道盲估計算法

張鏖烽

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

關(guān)鍵詞：子空間；斜投影；MIMO-OFDM；盲估計

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

作為第四代的核心移動通信技術(shù)，MIMO-OFDM系統(tǒng)理所當(dāng)然的成為研究未來的無線通信系統(tǒng)的熱點。能在空間中產(chǎn)生并行而又獨立信道的MIMO技術(shù)還可以將多路數(shù)據(jù)進(jìn)行同時傳輸，這樣可以極大程度的提高頻帶部分在系統(tǒng)中的利用率；通過將信道成功分解成數(shù)個正交子信道，OFDM技術(shù)能夠有效識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。

非盲信道估計技術(shù)是信道估計技術(shù)中的一種，該技術(shù)是根據(jù)導(dǎo)頻符號或訓(xùn)練序列進(jìn)行對信道特性的估計，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算法利用接受信號的二階統(tǒng)計特性進(jìn)行奇異值分解能夠比較精確的估計信道的狀態(tài)，但是多徑衰落、噪聲等會引起子空間之間的非正交，從而導(dǎo)致估計性能急劇惡化，本文采用斜投影解決子空間之間非正交問題，仿真結(jié)果表明對信道估計性能有明顯的提高。

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，，每個信道傳輸?shù)腛FDM信號有K個子載波，則第n根接收天線在時隙i的接收信號可以表示為：

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

3 仿真及分析

在MIMO - OFDM系統(tǒng)中，信道估計出的各仿真參數(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)前綴的長度P（循環(huán)前綴長度）=7；此時的噪聲環(huán)境為在空間中互相不關(guān)聯(lián)的加性高斯白噪聲；運用 MMSE 準(zhǔn)則進(jìn)行信道估計。圖1為改進(jìn)前后的基于子空間盲信道估計性能的比較，結(jié)果顯示改進(jìn)后的算法的估計準(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。

參考文獻(xiàn)

[1]佟學(xué)儉，羅濤著.OFDM移動通信技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[2]王甫莉，闊永紅，等.MIMO—OFDM 系統(tǒng)信道估計算法綜述[J].電子科技，2007，209（2）：73-75.

[3]Paulraj A J，etc.An Overview of MIMO Comunications -A Key to Gigabit Wireless[J].Proc eedings of the IEEE，2004，92（2）：198-218.

[4]彭春翌，朱孝龍，張賢達(dá).基于斜投影的卷積信道盲信號分離[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，45（4）：517-520.

[5]顏世建.斜投影方法收斂速度的估計[J].南京師大學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，24（1）：11-15.endprint