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正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种能有效抗信道色散的并行多载波传输方案。由于它具有极高的频谱利用率和优良的抗多径干扰能力,因此被广泛地应用于HDSL,ADSL,DAB,HDTV及 WLAN中。但是,对于无线频率选择性衰落信道下的 OFDM 系统,如何较为精确的获取信道信息即对信道信息进行准确的估计,仍然是一个需要研究的关键技术问题。
本文分析比较了 OFDM 系统的信道估计方法,包括使用导频的非盲估计(Pilot-based estimatioff)、不使用导频的盲估计(Blind estimation)和在两者之间折衷的半盲估计(Semi-Blind eatimation)。
本文然后着重分析了一类非盲的 OFDM 信道估计方法一基于傅立叶变换(DFT)的信道估计方法。它们首先将信道的频域粗估计转换到时域,再在时域进行适当的线性变换,最后转换到频域,得到信道的频域响应估计。这类算法利用了时域信道能量比频域更加集中的特点,而且采用快速 DFT/IDFT 算法(FFT/IFFT)简化了运算复杂度,因此具有一定的优越性。选取合适的线性变换矩阵是这类算法的关键。
本文在分析无线信道的基础上,充分利用无线信道的强自相关和弱互相关的特征,忽略信道的弱相关性对信道估计的影响,将线性变换矩阵对角化,提出了3 种新的信道估计方法。由于线性变换矩阵成为对角阵,大大降低了估计算法的计算复杂度。第2种方法R-1和第3种方法R-2由于降低了线性变换矩阵的阶数,当信道是非抽样间隔信道时,对信道能量都造成不同程度的损伤,性能较差。而第一种估计方法 R 算法,没有改变变换矩阵的阶数,较好避免了信道能量的损伤,有效消除了基于 DFT 变换的信道估计方法普遍存在的差错平底问题一随着信噪比的增加估计性能并无改善的问题。理论分析和仿真结果都有效表明了这一点。此外,仿真表明,在无线衰落信道下,采用 R 方法的 OFDM 系统能够获得与最小均方差(MMSE)估计较为接近的良好效果,以及具有一定的鲁棒性,即能够较有效地对抗信道相关信息和信噪比等的估计偏差对信道估计精度的影响。