MIMO-OFDM系统中一种改进的最大似然信道估计算法
MIMO-OFDM系统中改进的RLS信道估计方法
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第 ３ ７卷 第 ２期 ２ ０ 年３ ０ ８ 月
电 子 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ａ ｆ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｅ ｔｏ ｉ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｈ ｎ ｏ ｒ ｌБайду номын сангаасＵｎ ｖ ｒ ｉ ｏ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃＳ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＣ ｉ ａ ｎ ｏ ｙ
ｓ ｑ ｅ ｃ ｓａ ｄ ａ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｔ ｌ ｃｏ ｓｉ ｔ ｈ ｎ ｅ ｔｔ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｉ ｒ ｔ ｔ ｉｓｋ ｏ ｅ ｇ ｅ ｕ ｎ ｅ ｎ ｄ ｐ ｉ ｇ ｔｉ ｇｆ ｔ ｒ ｏ ｅ ｔ ｖ ０ Ｉ ａ ｔ ｍａｅ ｃ ａ ｎ ｌ ａ ｅｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｈ ｕ ｒｏ ａ ｉ ｃ ｎ ｗｌ ｄ ｅ ｓ ｗｉ ｎ ａ ｓ ｓ ｔ
Ｖ＿ －７ Ｎｏ ２ ０ ３ ｌ ．
Ｍ ａ．２ ８ ｒ ００
ＭＩ Ｏ． Ｄ 系统 中改进 的ＲＬＳ 道 估 计 方 法 Ｍ ＯＦ Ｍ 信
MIMO—OFDM系统的一种改进型LS信道估计算法
ｉ ｒ ｖ ｓ ｔｅ ＢＥ ｅ ｏ ａ ｃ ｔ ｉｈ ｆ ｘ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｌ ｔ ｏ ｌ ｘｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｈ Ｒ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｗｉ ｈ ｇ ｅ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉ ｌ ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｉ ｃ ｅ ｓ ． ｆ ｍ ｈ ｌ ｉ ｔｅ ｙ
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杨
摘
博 ，罗汉文， 余
峰
（ 海 交 通 大 学 电 子工 程 系 ， 海 ２ ０ ４ ） 上 上 ０２ ０
要 ： 于 多输 入 多输 出正交频 分复 用（ ＭＯ—Ｏ Ｄ 系统 ， 究 了 基 ＭＩ Ｆ Ｍ） 研 信 道 估计 算 法 ， 出 了一 提
种训练序列和块状导频联合 信道估计算法， 出了权值的计算公式。理论推 导和计算机仿真表 给 ∞ 改进 型 的 信 道 估计 方法提 高 了 明， 这种 信道 估 计 的误 码 率性 能 ， 并具 有较 高的 灵 活性 和较 低
改进的高效MIMO-OFDM系统EM信道估计算法
中 图 分 类 号 ：Ｔ １．３ Ｎ９ １ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ —３ Ｘ ２ １） ｌ ０ ７０ ０ ０４ ６ （０ １Ｏ 一 ８—７ ０
Ｉ ｐｒ ｖ ｄ ｄ ｆ ｃ ｅ ｍ ｏ ｅ ａｎ ｅ ｉ ｉ ｎｔＥＭ ｈａ ｃ ｎｎｅ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｌｅ ｔｍ ｔｏ
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现 象 ，且 ＯＦ Ｍ 符 号 的 数据 传 输 效 率 随 发射 天 线 数 的增 加 而 明 显 降低 ，提 出 一种 改 进 的 高 效 Ｅ 信 道 估 计 算 法 。 Ｄ Ｍ 该 算 法 首 先 引入 一 种 准 确 的等 效信 号 模 型 并 推 导 出 一 种 修 正 的 Ｅ 算 法 ，改 善 了 Ｅ 算 法 在 高 Ｓ Ｍ Ｍ ＮＲ 下 的性 能 ； 在 多 个 Ｏ ＤＭ 间 利 用 相 位 正 交 导 频 序 列 来 提 高 数据 传 输 效 率 ， 同 时进 行 联 合 信 道 估 计 以提 高 估 计 性 能 。仿 真 实 Ｆ 验 验 证 了所 提 算 法 具 有 更 高 的信 道 估 计 性 能 和 更 高 的 数 据 传 输 效 率 。 关 键 词 ： 多输 入 输 出 ；正 交 频 分 复 用 ；信 道 估 计 ； 期 望 最 大 化 ；误 差 地 板
MIMO-OFDM系统中信道估计解析
题目：MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
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（保密的学位论文在解密后遵守此规定）本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
本人签名：夺^摘要MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究输入多输出（MIMO)和正交频分复用（OFDM)是LTE的两大核心技术。
多输入多输出（MIMO)技术利用各种分集技术带来的分集增益可以提高系统的信道容量、数据的传输速率以及系统的频谱利用率，这些都是在不增加系统带宽和发射功率的情况下取得的；正交频分复用（OFDM)技术是多载波调制技术的一种，其物理信道是由若干个并行的正交子信道组成，因此可有效地对抗频率选择性衰落，同时通过插入循环前缀（CP)可以有效消除由多径而引起的符号间干扰(ISI)。
由于多输入多输出（MIMO)在提高系统容量和正交频分复用（OFDM)在对抗多径衰落方面的优势，基于两者结合的MIMO-OFDM系统已经引起了广泛的关注。
信道估计算法和信号检测算法是MIMO-OFDM系统的关键技术。
其中信道估计算法对MIMO-OFDM系统接收端的相干解调和空时检测起着至关重要的作用，信道估计的准确性将影响系统的整体性能。
MIMO_OFDM最大似然信道估计算法的探究
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变化比较慢，OFDM的至少两个字代码
和先前接收的代码被解调，接收该符号
的评估并且该信道被评估为该信息的已
知符号。
③基于所传输的信息符号的有限的
字符特点及其所计算的有关特点的信道盲估计法。
5.MIMO_OFDM信道最大似然估计算法 无线信道有很多特点，其中有两个主要特点是多路径和时变。准确
(2)信道估计方法 目前，研究了多种信道估计方法， 对于这些信道估计方法我们可以对它们 进行分类，信道估计的方法可以分为以 下几类： ①基于导频信号和插值相关技术的 信道评估方法。由所引入的导频符号是 在快速傅里叶变换前面还是后面，它被 分成按时间导入导频符号的方法和在频 率字段中引入导频符号的方法。 ②基于研究反馈的方法。假设信道
MIMO_OFDM
MIMO_OFDM关键技术包括空时编
码技术，时域同步技术，信道估计方法。
(1)采样时钟的同步
OFDM系统中偏差对采样同步的影
响很大。当收发端一方所采
（仲伟志，苏生，刘鑫，井庆丰，基于
循环前缀的MIMO_OFDM改进信道估计 算法：系统工程与电子技术，2017）。 并且时钟脉冲的偏移不断的聚集最直接 的影响就是造成信号边界发生移动，进 而导致符号间干扰。对于早期研究的正 交频分复用时钟同步方法是利用时域的 导频数据来检测相移时钟信号，然后用 它来掌握模数转换采样时间的频率，通 过这种方法来减轻时钟偏移和频偏。
2.MIMO技术概述 MIMO技术是采用多条发送天线和多条接收天线的技
MIMO-OFDM系统中一种局域化最大似然检测算法
式 中Ｈ ， 表示第ｔ 个发送 天线到 第ｒ 个接 收天线 在第 ｋ
个 子信道 中的频 率响应 ， 似表 示从 第ｔ 个天线发送 、第ｋ
始
，
在一维 空间中选择半径 Ｒ内的点，根据一维情 况选择
ｋ 个子信道 中的均值 为零 、方差为ａｚ 的加性高斯 白噪声 。
索 的复 杂度与半径Ｒ内的点数 ，即树的大小有 关。 当信道
选 择相 同子信 道 中只 有一根 天线 发送信 号 ，其余 天
￣ａ ｍｎ 一 ｘ： ｒ ！Ｙ ． ｌ ，ｒ ！Ｙ ． ｌ ｇ ｎ 一 ｘ： ｊ ，ｇ ｌ ｌ ａ ｍ Ｈ ．
Ｘ∈ ｆ ＸＪ Ｘ∈ （ ＸＪ
线 发送 零信号 。每根 天线 仅须一个ＯＦ ＤＭ符号块 ，Ｎ 根天 ｔ
Ｙ＝ｔ ． … ． ｋＩ ， ． 】
Ｙｋ：Ｈ ｘ ＋Ｖｋ （） ２ 式 中Ｈｋ ×Ｎｔ 个 子信 道 的ＭＩ 为Ｎ 第ｋ ＭＯ信道 频 率 响
应 ， ｘ ＝ １
，
噪 不 增 时 接 矢 Ｙ趋 机 ， 搜 复 度 声 断 加 ， 收 量渐 随 化 其 索 杂
．
式进 行搜 索，但搜索 的范 围限制在一 个以接收矢量Ｙ为圆
＝
，
∑Ｈ ， ， ， ＋
（ １ ）
． ．
心、 为 径 超 面内 减 搜索 间 减 计 量。 Ｒ半 的 球 ， 小 空 ， 少 算
但 是 如 何 确 定 Ｒ的大 小 ， 以及 哪 些 点位 于 该 超 球 面 内 却 仍 。
式，下列算法都 是对ＯＦ ＤＭ系统 中的每个子信 道进行’ 为 了简 表示’省 略 标ｋ ’则发送符号 的估值为
ｘｍ 尺 ： ￣ ！Ｖ ＂ ｌ Ｌ （） ． ｍｒ 一 Ｘ‘ ｇ ， ｌ ｌ
《2024年MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》范文
《MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展，多输入多输出（MIMO）技术和正交频分复用（OFDM）技术因其卓越的性能在无线通信系统中得到了广泛应用。
MIMO-OFDM系统结合了MIMO和OFDM的优点，具有高数据传输速率、频谱利用率高和抗多径干扰能力强等特点。
然而，在实际应用中，由于无线信道的复杂性和时变性，信道估计和信号检测成为了MIMO-OFDM系统中的关键技术。
本文将重点研究MIMO-OFDM系统中的信道估计及信号检测算法。
二、MIMO-OFDM系统概述MIMO-OFDM系统是一种高效的无线通信技术，通过在发送端使用多个天线发送信号，同时在接收端使用多个天线接收信号，实现了空间复用和分集增益。
OFDM技术则通过将频带划分为多个正交子载波，将高频信号转换为并行低频信号进行传输，从而提高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
三、信道估计技术研究信道估计是MIMO-OFDM系统中的一项关键技术，其主要目的是通过对接收信号进行分析和处理，估计出信道的响应特性。
常见的信道估计方法包括最小均方误差（MMSE）估计、最大似然（ML）估计和基于导频的信道估计等。
（一）MMSE信道估计MMSE信道估计是一种基于最小均方误差准则的估计方法。
该方法通过最小化估计误差的均方值来求解信道参数。
在实际应用中，MMSE信道估计具有良好的性能和稳定性，适用于各种信道条件。
（二）最大似然（ML）信道估计ML信道估计是一种基于最大似然准则的估计方法。
该方法通过最大化接收信号与实际发送信号之间的似然函数来求解信道参数。
ML信道估计在信噪比较高的情况下具有较好的性能，但在低信噪比条件下性能较差。
（三）基于导频的信道估计基于导频的信道估计是一种常见的信道估计方法。
该方法通过在发送信号中插入已知的导频符号，接收端根据导频符号的接收情况来估计信道的响应特性。
基于导频的信道估计具有计算复杂度低、实现简单等优点，但需要额外的频谱资源。
MIMO_OFDM最大似然信道估计算法的探究
MIMO_OFDM最大似然信道估计算法的探究MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) 是一种无线通信技术，它利用多个天线进行无线传输和接收，以提高传输速率和信号质量。
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 是一种调制技术，通过将信号分为多个低速子载波，来提高频谱效率。
在MIMO_OFDM系统中，信道估计是非常重要的一环。
它用于估计信道的状态信息，以优化信号传输和接收过程。
最大似然信道估计算法是一种常用的信道估计方法，本文将探究该算法在MIMO_OFDM系统中的应用。
最大似然信道估计算法是基于似然函数最大值的原理，通过比较接收到的信号与已知的发送信号之间的差异来估计信道的状态。
当接收到的信号与已知的发送信号之间的差异最小时，即认为信道状态估计准确。
在MIMO_OFDM系统中，最大似然信道估计算法可以分为两个步骤：发送信号生成和接收信号比较。
在发送信号生成步骤中，首先选择一组已知的调制符号作为发送信号，然后通过信道传输这些信号。
在MIMO_OFDM系统中，使用多个天线发送信号，可以利用OFDM技术将信号分成多个子载波进行传输。
在接收信号比较步骤中，接收到的信号被与发送信号进行比较。
如果接收到的信号和发送信号匹配，即差异最小，那么认为信道状态估计准确。
最大似然信道估计算法的性能受到多个因素的影响，如信噪比、天线数量和天线排列等。
在MIMO_OFDM系统中，信道估计的精确性与系统性能密切相关。
准确的信道估计可以帮助系统正确解调接收信号，提高系统的传输速率和信号质量。
然而，最大似然信道估计算法也存在一些问题。
首先，该算法对计算能力要求较高，特别是在大规模的MIMO_OFDM系统中。
其次，由于通信信道的复杂性，最大似然信道估计算法可能会产生不完全准确的估计结果。
为了改善最大似然信道估计算法的性能，研究人员提出了许多改进算法。
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关键词 ：多输入 多输 出；正 交频分复 用 ； 道估计 ；最大似然 信 中图分 类号 ：Ｔ ９ ２ Ｎ １ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —６ ５ ２ １ ）４ １ ８ — ３ ０ １３ ９ （ ０ １ ０ — ４ ３ ０
第２ ８卷 第 ４期
用 研 究
Ａｐ ｌ ａｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ４ ｌ２ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ １
Ｍｌ ０Ｆ Ｍ 系统 中一 种 改 进 的 ＭＯ・ Ｄ 最大 似 然信 道 估计 算 法 术
联 合 ＭＩ —Ｆ Ｍ 技 术 作 为下 一 代 无 线 通 信 系 统 的 核 心技 术 ， ＭＯ Ｏ Ｄ 近 年 来 引 起 了众 多研 究 者 的关 注 。
１ 系统 模型
假设 ＭＩ ＭＯ系统 采用 个发送 天线 ， 个接收 天线 ， 系 统框 图如图 １ 所示 。发送信 号在时 间上和空间上都独 立。在 发送端 ， ［ ］ ｎ 表示在 ｎ时刻 经过空 时编码后 的数据 ， 串并 经
０ 引言
正交频分 复用 （ Ｆ Ｍ）技 术 由于 其快 速 的数 据传 输 能 ＯＤ 力、 简单的操作性 ， 以及对 频率选择性 衰落信道具有 很强 的鲁 棒性等优点 引 起 了通信 界广 泛 的关 注。多输 入 多输 出 （ — ＭＩ Ｍ Ｏ）系统 可以成倍 地提 高数据传输速率和信道容量 。两者 的
Ａｂｓｒ ｔ Ｉ ｖ ｓｉａｅ ｈａ ｎ ｌｅ ｔｍａｉｎ ｆｒ ｍｕ ｐｅ ｉ ｕ ｔａｃ ： ｎ ｅ ｔｇ ｔｄ ｃ ｎ ｅ ｓｉ ｔ ｏ ｈｉ ｌ ｎｐ ｔｍｕｌｉｌ ｕｐｕ ｎ ｒｈ ｇ ｎａ ｏ ｔｐ ｅ ｏ ｔ ｔａ ｄ ｏ ｔ ｏ ｏ ｌ￣ｅ ｕｅ ｃ ｉ ｉｉｎ ｍｕｌｉｌｘ ｎ ｑ ｎ ｙ ｄ ｖｓｏ ｔｐｅ ｉ ｇ
（ Ｉ — Ｆ Ｍ）ｓｓ ｍ ， ｈｓ ａ ｅ ｐｏ ｏｅ ｎｉ ｐ ｏｅ ｈ ｎ ｅ ｅ ｔ ａｉ ｅ ｏ ａｅ ｎｍ ｘ ｕ ｋ ｌ ｏ ｄ（ ）ａ一 Ｍ Ｍ０ ０ Ｄ ｙｔ ｓ ｔｉ ｐ ｐ ｒ ｒｐ ｓｄａ ｒ ｄｃ ａ ｎ ｌ ｓ ｍ ｔ ｎｍ ｔ ｄｂ ｓｄｏ ａ ｉ ｍ ｌ ｅｉ ｏ ＭＬ １ ｅ ｍ ｖ ｉ ｏ ｈ ｍ ｉ ｈ
（Ｉｓｉ ｔｏ ｆｒ ａｉｎＥ ｇｎｅｉ Ｐ ４Ｉ ｏｍａｉ ｎ ｉｅｒ ｇＵ ｉｒｉ ， ｈｎｚｏ ５ ０ ２ ｈｎ ） ｎｔｕｅｆＩ ｏｍ ｔ ｎ ｉ ｒ ｇ， Ｌ ｎ ｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｎ ｎｖ ｓｙ Ｚ ｅｇｈ ｕ ０ ０ ，Ｃ ｉａ ｔ ｎ ｏ ｅ ｎ ｆ ｏ ｉ ｅｔ ４
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Ｉ ｒ ｖ ｄ ＭＬ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｏ Ｍ Ｏ— ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉ ｈ ｆ ｒ ＭＩ ＯＦＤＭ ｙ ｔ ｍｓ ｓ ｓｅ
ＣＨＥＮ Ｈｅ， Ｌ ＩＺｈａ — ｕ ｏ ｘ ｎ，ＬＩＦｅ ｇ ｎ
陈 鹤 ， 兆训 ， 李 李 峰
（ 解放 军信 息工程 大学 信息 工程 学院 ， 州 ４ ０ ０ ） 郑 ５ ０ ２ 摘 要 ：对 ＭＩ — Ｆ Ｍ 系统 中的信道估 计进行研 究， 出了一种 对 最大 似然 （ ＭＯ Ｏ Ｄ 提 ＭＬ） 法的 改进 。该算 法 首先 算
采用 Ｍ Ｌ算法获得 初始估计 值 ， 然后联合 检测进 行 迭代 信道 估 计 ， 分利 用 了 收 端联 合数 据检 测 得到 的数 据 充 接