MIMO—OFDM技術中信道估計算法的研究

方偉偉

摘 要 現如今，信道估計算法開始被許多行業所重視。當信道算法發生估計及導頻方案的實施時，信道近似不變的設計方案會獲得進一步的改善。而為了進一步得到更好的信道估計算法或者方案，MIMO-OFDM技術就開始被引用進來，本文也由此進行初步探究。

關鍵詞 MIMO-OFDM 信道估計 算法

0引言

正交頻分復用（OFDM）系統與多輸入多輸出（MIMO）技術相結合的可見光通信系統及其基于信噪比的自適應信道估計算法是現今比較常見的。然而，（MIMO）技術被應用起來會比較吃力，因為多方面工作是很難實現的一個信道估計方法。而正交頻分復用（OFDM）系統也顯得較為復雜，仿真時如何透過這兩個結構進行仿真控制，是非常關鍵的一種舉措及方案。

1差分編碼信道估計

差分波形是一種將電平跳變與否反映在相鄰信道估計碼元的相對變化的波形，也就是說當電平跳變的時候表示為1，而不跳變的時候表示為0。它與碼元本身的極性沒有任何的關系，而是僅僅與相鄰碼元的極性變化有關，因此也稱之為相對碼波形，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題。

在2psk的調制以及相干解調的過程之中，多輸入多輸出信道估計會有2種相位，分別是0相、%i相，而解調結果和原本的信道估計或是反相、或是同相，正因為不能被直接確定，就會導致所調制得到的信道估計和發送的信道估計可能剛好就是相反的，這種情況稱之為相位模糊，而這種相位模糊時無法克制的，所以要先對信道估計進行差分調制，然后信道估計接受時進行差分解調，從而克服相位模糊這一難題。這就是要針對差分編碼器進行設計的緣由。

如果雙比特碼相應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：

那么方程在進行簡化以后，就是：

其中{U5A}和{U9A}是用來進行自然碼和格雷碼的相互轉換的，在式中【cn】與【en-1】異或是由{U6A}進行處理的，{U7A}把由{U6A}處理產生的信道估計和{U10A}所獲得的信道估計通過邏輯異或以獲得【en】，{U9A}進行【dn】和【fn-1】邏輯運算，那么在此基礎上，就能進行【dn】和【f n-1】異或運算，從而可知道，【fn】信道估計來自于{U8A}。

此信道估計主要是由5個74LS86N（2輸入四異或門）、1個74LS08N（2輸入四與門）和2個74LS74N（D觸發器）。{U5A}代表著對格雷碼進行轉換，以獲得自然碼的邏輯信道估計，而{U9A}是轉換自然碼，來得到格雷碼的信道估計，兩個信道估計都較易實現，只各需一個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。其中運用D觸發器的原因是其延時特征，能夠確保信道估計延時相應的碼元周期，在此基礎上即可得到【en-1】、【fn-1】。D觸發器的[-1Q]端仍然采用置空，并不影響仿真結果。

2 MIMO-OFDM信道估計

MIMO-OFDM信道估計正頻多輸入多輸出中，其離散相位狀態主要有4類，而信道估計可以通過以下式子進行表示：

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

Ts為四進制符號間隔，%ai為正頻多輸入多輸出的相位，有四種可能的狀態。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？。在這個信道估計的設計中我將分別分析兩種方式并且研究調制原理。

3結語

在MIMO-OFDM信道估計里，其理想狀態信道估計波形為恒包絡，不過實際應用里，由于帶寬限制，所以要對信道估計也要約束其帶寬。而應用最廣的方式即通過濾波器來約束信道估計帶寬，在此以后，即可做正交調制，不過所獲得的帶寬限制MIMO-OFDM就不為恒定包絡。根據第一個方式來看，多輸入多輸出相位可能發生瞬時的相位變化，這使得該調制方式所產生的信道估計波形的包絡出現為零的現象，表明包絡起伏明顯，可以讓包絡變化變緩，同時對于非相干解調有積極影響。信道估計是通過仿真，由正頻信道估計源模擬所得，要完善該問題，可以通過設計加入振蕩信道估計從而產生多輸入多輸出，不過，要注意多輸入多輸出相位、碼元之間必須同步，同時還應該設計移相信道估計，這樣由振蕩信道估計中產生的正頻信道估計能夠生成滿足上、下行路需求的正交信道估計。

參考文獻

[1] 唐恬，張治，張平.一種基于頻域加窗的OFDM信道估計算法[J].電子與信息學報，2007（12）.

[2] 仲偉志，蘇生，劉鑫，井慶豐.基于循環前綴的MIMO-OFDM改進信道估計算法[J].系統工程與電子技術，2017（01）.

[3] 周明宇，李立華，張平，王海峰，王銳，姜軍，陶小峰.利用時域相關的MIMO-OFDM信道估計算法[J].系統仿真學報，2008（23）.