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1、LS信道估計假設OFDM系統(tǒng)模型用下式表示: (1)式中為信道響應;為已知的導頻發(fā)送信號;為接收到的導頻信號;為在導頻子信道上疊加的AWGN矢量。LS為最小二乘(LeastSquare)信道估計, LS算法就是對(1)式中的參數(shù)進行估計,使函數(shù)(2)最小。 (2)其中是接收端導頻子載波處的接受信號組成的向量;是經(jīng)過信道估計后得到的導頻輸出信號;是信道響應的估計值。由此可以得到LS算法的信道估計值為:可見,LS估計只需要知道發(fā)送信號,對于待定的參數(shù),觀測噪聲,以及接收信號的其它統(tǒng)計特征,都不需要其它的信息,因此LS信道估計算法的最大優(yōu)點是結構簡單,計算量小,僅通過在各載波上進行一次除法運算即可得

2、到導頻位置子載波的信道特征。但是,LS估計算法由于在孤寂時忽略了噪聲的影響,所以信道估計值對噪聲干擾以及ICI的影響比較敏感。在信道噪聲較大時,估計的準確性大大降低,從而影響數(shù)據(jù)子信道的參數(shù)估計。LMMSE算法的實現(xiàn)流程:首先我們得到LMMSE算法的相關公式:其中為導頻子載波的CFR(振幅因素衰減),表示所有子載波與導頻子載波的互協(xié)方差,表示導頻子載波的自協(xié)方差。代表信道的階躍響應。從公式中可以看出LMMSE使用子載波間的協(xié)方差以及SNR等信息進行信道估計。因為可以作為一個常量。則可以替換為其期望值:,其中代表單位矩陣。所以,上式又可變?yōu)椤F渲?,星座因子與采用的調(diào)制方式有關:對于16QAM調(diào)制

3、為179;對于QPSK調(diào)制為1。SNR是每個符號的信噪比;表示參考信號處由LS估計的信道沖激響應值;因為要進行求逆運算,所以運算的復雜度較高。如果參考信號的子載波數(shù)目較多,則求逆運算會變得很復雜。下面則將對LMMSE算法進行改進。在這里我們采用了奇異值分解的方法對估計器進行低階近似。將信道的自相關函數(shù)分解為:。則原公式可以化為:其中.這樣在某種程度上就可以大大減少運算量。插值算法在估計完導頻子載波處的信道傳輸函數(shù)后,數(shù)據(jù)子載波處的信道響應可以通過在相鄰的導頻子載波間插值得到。不同的插值算法具有不同的計算復雜度和性能,下面討論一些常用的插值算法。1 線性插值法線性插值就是利用前后相鄰的2個導頻子

4、載波的信道響應,來線性地計算出處于它們之間的數(shù)據(jù)子載波上的信道響應。對于第k個子載波,采用線性插值算法,其信道的頻域響應為: 式中 ,為導頻子載波之間的距離(即),為導頻的相對位置,下同。2 二階插值法二階插值算法的性能要優(yōu)于線性插值。這種方法利用了前后相鄰3個導頻子載波的信息進行二階插值,得到第k個子載波的信道頻域響應為:其中,且。3 時域插值法時域插值算法是一種基于補零和 DFT/IDFT運算的高精度插值算法。先將已估計出的導頻子載波處的信道頻域響應進行IDFT變換得:然后,按下式將信號點插值到點最后,對進行DFT變換得到所有子載波上的信道的頻域響應:算法運算的復雜度用每個子載波上的信道頻域響應所需要執(zhí)行的乘法次數(shù)和加法次數(shù)衡量,各插值算法的計算復雜度見表1所列。表1 插值算法的計算復雜度Table 1 Numeration complication of interpolation algorithms算法線性差值12二階差值32時域差值各種插值算法的估計精度從高到低依次為:時域變換插值算

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