新的基于训练序列的MIMO-OFDM时域信道估计方法

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MIMO—OFDM系统时域信道估计新方法

ｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｉｍｅ — ｄｏｍａｉｎｃｈａｎｎｅｌ，ｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｃｈａｎｎｅｌｖａｌｉｄｐａｔｈｓｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｎｏｉｓｅａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘ－ｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｍｏｒｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｗｉｔｈｌｏｗｅｒｃｏｍ— ｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｅｒｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．
度和更高的系统传输效率下，具有更高的估计性能。关键词：多输入多输出一正交频分复用；时域信道估计；自相关性；信道有效路径估计
中图分类号：ＴＮ９１９．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－０６７３（２０１３）０３－０３５９ — ０５

MIMO-OFDM系统中信道估计方法研究

ＩｐｔｎＭｕｔｌＯｔｕ）相结合产生的ＭＩｎｕａｄｌｐｅｕｐｔｉ —
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卜 —Ｔ— 一
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ＭＯＯＤ — ＦＭ技术最早于１９年提出。￣［中首次将９６３１１接收ｒ — ～Ｌ卜ＯＤＦＭ与空时编码相结合，很快引起通信界学者的广图２系统接收端模型泛关注。ＯＤＦＭ技术的主要思想就是把高速的数据流通过串并变换，分配到多个并行的正交子载波上，同时（）＝（）（＋ｗ（））ｏｋ进行数据传输。根据ＯＤＦＭ原理，可以将频率选择『信生ｍ一１ＩｌＪ道转化为平坦衰落信道。ＭＯ技术通过输入端与输出ＭＩ其中，（表示从发送天线ｍ到接收天线）端的多天线，可以实现在不增加传输带宽的条件下成ｎ在子载波ｋ的的信道频率响应，（为方差上）倍地提高无线通信系统的传输速率和链路可靠性。而为ｊ的加性高斯白噪声。接收信号还可以表示ＭＩＭＯ技术对于频率选择性深衰落信道情况传输质量为矩阵形式很差。ＭＩＭＯ技术与ＯＤＦＭ技术相结合，相当于将ＨＭＩＭＯ技术应用到ＯＤＦＭ的每一个子载波中，频率选ｆ１２择．『生衰落信道转化为若干并行平坦衰落子信道，抑制其中，ｈ为信道系数的不同矩阵表示Ｈ与干扰并抵抗信道衰落。由于ＭＩＭＯ技术的应用，提高了图３ＭＩＭＯ— Ｄ系统中不同形式。其中ｒｘ、ｈｗ分别定义为ＯＦＭ、、、…ｈ与Ｈ传统ＯＤＦＭ信道容量，并有效抵抗衰落影响。信道估计方法比较：ｔ，Ｉ …，，，

基于叠加训练序列的MIMO—OFDM信道估计

的训练序列算法。利用训练序列与信息序列的不相关性，估计出信道参数。即使在存在通道失配误差和通道的量化误差的情况下，用有量化的反馈的基于信道估计的训练序列也能改进系统的性能，信道
ｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｅｓｔｉｍａｔｅｄ．Ｅｖｅｎｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｃｈａｎｎｅｌｍｉｓｍａｔｃｈｅｒｏｒｓａｎｄｃｈａｎｎｅｌｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎｅｒｏｒ，ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ
ＣｈａｎｎｅｌｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎＭＩＭＯ－ＯＦＤＭｓｙｓｔｅｍｓｂａｓｅｄｏｎｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄｔｒａｉｎｉｎｇ
ＷｕＬｉｎｊｎｌｌ
采用１Ｏｂｉｔ的量化器就能满足一般性能要求。讨论了使用信道互信息最大化的最优导频序列的设计。关键词：ＭＩＭＯ— ＯＦＤＭ；叠加训练序列；信道估计
中图分类号：ＴＮ９１１．５文献标识码：Ａ文章编号：０２５８ — ７９９８（２０１３）０３一Ｏ１１２ — ０３
ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＮｅｔｗｏｒｋ

基于导频的MIMO—OFDM系统信道估计方法

从上式可以看出，要获得信道脉冲响应
复杂的矩阵求逆运算下面提出一种简单的信道估计算法【，通过合理的设计训练序列，可６】
的信道估计方法估计出各信道所有频点上的频Ｊ２限）是包古保护间隔Ｔ后的整个ＯＤ（）。。ＦＭ率响应。最后对这两种插值算法进行了仿真。符号周期；．ＯＤＴ是ＦＭ符号的周期；Ａｆ是子载关键词：空时编码；发射分集；ＭＩＭ０一波的问隔。它们之间的关系为：ＴＴ＋。ｌｔＴ，Ｔ＝／＝
｝】。
Ｉ００． ● ｒｊ● １）＿．Ｉ● ＋～ … ｝
通过计算可得
ｎ】Ｋ＇一，！ｏｔ】ｌ［
（）１５
、
系统模型
‘ ，ｈ＾＿
０００ｃ ● ＿Ｉ＿ｌ１ｌ
Ｊ
我们只要选择１使其满足ＫｓＫ— 。，。ＬＫ就可以保证式（３ＮＲ，进而使口：＝Ｉ）ｏ
这样要估计ｉ。不需要通Байду номын сангаас求逆运算，只要
计算Ｐｎ就可以了。．１【
头数目Ｌ，另～方面要求在时间和频率上导频插入的间隔Ｄ，Ｄ满足下面两个公式【：．８】
同时发送信号，接收端只要采用线性合并就可以获得很好的分集增益。把空时分组码和
ｌＪ要ｉ：
．
７
（Ｓ）以信道估计的准确度对提高整个系ＣＩ。所
统的性能起着至关重要的作用。
一

MIMO_OFDM系统的信道估计算法

H -1 H H -1
( 16) ( 17)
由于 Tr { AB } = Tr { BA } , RH i1 H i2 = RHi 2 H i1 = R Hi Hj , 则 ( 18)
其中( ) H 表示 Hermitian 转置运算. 假设不同 ( 10)
所以要满足正交条件, 导频符号 X i 1 , X i 2 必须适当设计。下面是设计导频符号以满足正交条件 ( 15) : 假设系统得噪声功率
收稿日期 : 2005- 08- 19 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 60372084) 作者简介 : 孙山林 ( 1973- ) , 男 , 1997 年毕业于天津大学 , 主要从事下一代移动通信关键技术的研究 , 目前是桂林航专讲师在职读天津大学研究生。
1 MIMO 技术概述
4 信道估计算法
4. 1 估计算法描述假定系统的导频结构如下图 ( 2) 所示。图中, 黑块代表导频符号, 系统正是利用这些导频信息来估计信道的频率响应的。 S t Sf 分别表示导频在时域方向及频域方向的间隔, B t Bf 分别表示一个 OFDM 估计块包含的符号数目以及载波数目。
图2
N
r
r
y =
i= 1
X iH i + W
( 7)
H i 的 MMSE 估计式表达为 H i = K iy 其中 K i 是B i B j 正交性原理推导线性 MMSE 估计式 H h E [ ei y ] = E [ ( K iy - H i ) Y ] = K i R yy - RH iy = 0 发射接收天线对的信道衰落不相关 , 即 RH iHj = 0 i j
r
, Hi , ( 1)

一种新的基于训练序列的MIMO-OFDM信道估计方法

ＬｏｇｘｕＨｉＩｎ — ，ＳＵＱｎＤｉ
（ｃｏｌｆＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇ＆ＩｏｍｔｎｉｕｎＵｉｒｔ，Ｃｅｇｕ６０６ＣｉａＳｈｏｌｒａｇｎｅｎｏｃｉＥｉｎｒａｉ，Ｓｃａｎｖｓｙｈｎｄ１０５，ｈｎ）ｆｏｈｅｉ
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Ｋｅｏｄ：ｍｌｐｅｉｕｍｌｐｅｏｔｕｒｏｏａｆｑｅｃ—ｉｉｏｕｔｌｉｇＭＩ —ＦＭ）ｈｎｅｅｔｔｎｙｗｒｓｕｔｌ— ｐｔｕｔｌｕｐｔｔｇｎｌｅｕｎｙｄｖｉｎｍｌｐｅｎ（ＭＯＯＤ；ｃａｎｌｓｍａｏ；ｉｎｉ — ｏｈｒｓｉｘｉｉｔｉｉｇｐｔｒ；ｌｓｓｕｒｓＬ）ｒｎｎａｅｎｅｔｑａｅ（Ｓａｔａ
ｃｉｒｎｒｉｉｇｐｔｒｓｉｒａｅａｌｒｔｉａｄｔｎｎａｔｎｎｇｅｔｄｔｉ。Ｄｕｏｔｅｃｒｅａｉｎｏｅｐｏｏｅｒｉｉｇｐｔｒｓｈｈｎｅｓｉｔｎｅａａｅｅｔｈｏｒｌｔｆｔｒｐｓｄｔｎｎａｔｎ，ｔｅｃａｎｌｅｔｏｈａｅｍａｉｏｃｕｄｂｃｕｒｄｃｎｅｉｎｌｎｃｕａｅｙｈｏｇｅｒｔａｎｌｓｓａｄｃｍｐｔｒｓｌｔｎ，ｔｅｐｏｏｅｌｏｉｍ’ ｏｌｅａｑｉｅｏｖｎｅｔａｄａｃｒｔｌ．ＴｒｕｈｔｏｅｉｌａａｙｉｎｏｕｅｉａｉｙｈｃｍｕｏｈｒｐｓｄａｇｒｈＳｔｐｒｏｍａｃｓａｏｄａｈＳａｇｒｈｂｓｄｏｐｉｌｒｉｉｇｓｑｅｃｓｉｉ — ｏｉ．ＡｔｔｅｓｍｅｔｅｆｒｎｅｉｓｇｏｓｔｅＬｌｏｉｍａｅｎｏｔｔｍａａｎｎｅｕｎｅｎｔｔｍｅｄｍａｎｈａｉｍｅ，ｔｅａｇ — ｈｌｏ

基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究的开题报告

基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着通信技术的不断发展和应用场景的不断拓展，MIMO-OFDM技术已成为现代无线通信中的一种重要技术方案，具有高速率、高可靠性、高频谱效率等优点。

在MIMO-OFDM系统中，信道是一个不稳定的因素，不仅受到多径衰落、噪声等自然环境因素的影响，还受到移动终端、天线阵列等因素的影响，因此在MIMO-OFDM系统中，准确的信道估计算法对于提升系统性能具有至关重要的作用。

因此，本文的选题就是基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究。

本文的主要研究意义包括：1.探究MIMO-OFDM系统中常见的信道估计算法，为MIMO-OFDM系统的性能提升提供技术支撑。

2.比较各种信道估计算法的优劣，为无线通信领域的研究提供参考。

3.提出新的信道估计算法，为MIMO-OFDM系统的性能进一步提升提供技术支撑。

二、研究内容及研究方法1.研究内容本文主要研究基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法，包括以下内容：（1）MIMO-OFDM系统的发展历程及技术原理（2）MIMO-OFDM系统信道估计的基本概念、方法、算法和性能评价指标（3）常用的信道估计算法，包括最小均方误差法、线性最小二乘法、Kalman滤波法、基于极大似然估计的算法等等（4）比较不同信道估计算法的优缺点，并分析各种算法适用的场合（5）提出新的信道估计算法2.研究方法本文采用文献研究法、数据计算法、仿真实验与理论分析相结合的方法，具体研究方法包括：（1）通过对国内外相关文献的查阅，掌握MIMO-OFDM系统的基本概念、技术原理、信道估计算法等方面的资料，并对文献进行深入分析。

（2）通过对信道估计算法的理论分析，计算MIMO-OFDM系统中不同信道估计算法的性能评价指标。

（3）通过Matlab等仿真软件，对常用的信道估计算法进行仿真实验，分析算法的复杂度和精度，比较不同信道估计算法在不同信道环境下的表现。

MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究的开题报告

MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究的开题报告一、选题背景多输入多输出正交频分复用系统（MIMO-OFDM）已经成为当前和未来无线通信系统的主要技术之一。

它通过利用多个天线和正交频分复用技术实现了高速数据传输和对抗多径衰落。

信道估计是MIMO-OFDM系统的关键问题之一，其准确性直接影响接收信号的质量。

因此，如何对MIMO-OFDM系统进行高效准确的信道估计是需要解决的问题。

目前，MIMO-OFDM信道估计方法的研究主要包括最小均方误差（MMSE）估计、最大似然（ML）估计、基于奇异值分解（SVD）的估计等等。

然而，这些方法中存在一些问题，比如计算复杂度大、对系统参数要求高、在多路径时存在误差率高等问题，这些问题都需要得到更好的解决。

因此，本次课题将探讨MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究，旨在开发新的估计方法，以提高准确性和计算效率。

二、研究内容及方法本次课题的主要研究内容包括以下几个方面：1. 研究当前MIMO-OFDM系统中信道估计的主要方法，分析其优缺点，总结目前存在的问题。

2. 探讨新的信道估计方法，以解决当前方法中存在的问题。

3. 通过MATLAB仿真，对新提出的估计方法进行验证，并与现有的估计方法进行比较。

研究方法主要采用文献综述和实验仿真两种方法。

三、研究进度安排本次研究的时间进度主要分为以下三个阶段：1. 第一阶段：文献调研和综述；2. 第二阶段：提出新的信道估计方法，并仿真验证；3. 第三阶段：对比现有方法和新方法，总结结论并撰写论文。

预计完成时间为两个月。

四、研究意义MIMO-OFDM系统中信道估计技术对于提高无线通信系统的性能至关重要。

本次研究拟提出新的信道估计方法，以解决现有方法中存在的问题，提高信道估计的准确性和计算速度，并实现应用于MIMO-OFDM系统中，在实际应用中产生重要的理论和应用价值。

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ａｏｄａｅＬｌｏｉｍｂｓｄｏｐｉｌｔａｎｎｅｕｎｅｎｔ — ｏｉ．ＡｔｔｅｓｍｅｔｅａｇｒｈｄｅｏｅｓｇｏｓｔＳａｇｒｔａｅｎｏｔｈｈｍａｒｉｉｇｓｑｅｃｓｉｉｄｍａｎｍｅｈａｉｔｌｏｉｍｏｓｎｔｒ — ｍｅｈｔ
Ｋｅｒｓｕｔｌｉｐｔｕｔｌｏｔｕｒｏｏａｆｑｅｃ —ｉｉｏｌｐｅｉｇＭＩ — ＦＭ）ｈｎｅｅｔｔｎｙｗｏｄ：ｍｌｐｅｎｕｌｐｅｕｐｔｔｇｎｌｅｕｎｙｄｖｉｎｍｕｔｌｎ（ＭＯＯＤｉ — ｍｉ・ｏｈｒｓｉｘ；ｃａｎｌｓｍａｏ；ｉｉｔｉｉｇｐｔｒ；ｌｓｓｕｒｓＬ）ｒｎｎａｅａｔｎｅｔｑａｅ（Ｓａ
Ｎｅｃａｎｌｅｔｍａｉｎａｇｒｔｍｎｔｍｅ－ｏａｎｆｒＭＩＯ・ＤＭｙｔｍｗｈｎｅｓｉｔｌｏｉｏｈｉｉ・ｍｉｏＭ－ｄＯＦｓｓｅ
ｂｓｄｏｒｉｉｇｓｑｅｃｓａｅｎｔａｎｎｅｕｎｅ
ｔｍ’ ｏｅｅｔｄｔｃｉｎ，ｔｉａｅｒｐｓｄａｎｗｃａｎｌｎｔ — ｏｉｓｉｔｎａｇｒｔｍｒＭＩｅｓｃｈｒｎｅｅｔｏｈｓｐｐｒｐｏｏｅｅｈｎｅｉｉｄｍａｎｅｔｍｅｍａｉｌｏｉｏｈｆＭＯ— ＦｏＯＤＭｙｔｍ．Ｉｓｓｅｔｇｖｓｉｔｎｃｉｒａａｄｔａｎｎａｔｒｓｉｒａｅａｌｈｅｈｎｅｅｔｔｎａｇｒｔｍｍａｅｔｅｔｉｉｇｓｑｅｃａｅｅｔｍａｉｒｔｉｎｒｉｉｇｐｔｎｎｇｅｔｔｉｏｅｅｄ．Ｔｅｎｗｃａｎｌｓｉｉｌｏｈｄｒｎｎｅｕｎｅｍａｏｉｈａ
中图分类号：Ｔ９１Ｐ１文献标志码：Ａ文章编号：１０ — ６５２１）６２７ — ３０１３９（０２０ — ２１０
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ —６５２１．６０２ｏ：０３６／．ｓ．０１３９．０２０．７ｓ
ｑｉｔｘｉｖｒｉｎ，ａｄｏｌｅｄａｃｒｉｕｅｆｃｒｌｔｎｃｌｕａｉｎ，Ｓｈｏｕａｉｎｂｒｅｓｌｗ．ｕｒｍａｒｎｅｓｅｉｏｎｎｙｎｅｅｔｎｎｍｂｒｏｏｒａｉａｃｌｔｓＯｔｅｃｍｐｔｔｕｄｎｉｏａｅｏｏｏ
冲激响应。通过理论分析和计算机仿真证明，的算法对比最佳训练序列的Ｌ（小二乘法）新ｓ最时域估计方法，在具有同样估计精度的同时，免了复杂的矩阵求逆运算，避使计算复杂度进一步降低。关键词：多输入多输出一正交频分复用；信道估计；训练序列；最小二乘法
第２９卷第６期
２１０２年６月
计算机应用研究
ＡｐｌａｉｎＲｅｅｒｈｏｍｐｔｒｐｉｔｓａｃｆＣｏｕｅｓｃｏ
Ｖｏ．９Ｎｏ６１２．
Ｊｎ０１ｕ．２２
新的基于训练序列的ＭＩＯＦＭＭ０－Ｄ时域信道估计方法．
李冬秀，舒勤
（四川大学电气信息学院，成都６０６）１０５
摘要：为了实现多输入多输出一正交频分复用系统的相干检测，出一种新的基于训练序列的信道估计方提
法。将使用的训练序列在时间上呈现正交性，同时利用训练序列本身良好的相关特性简便、确估计出信道的精
ｂｒｈｇｎｌｉｉｅｏｔｏｏａｎｔｍｅ，ｎｄｄｕｏｔｅｃｒｅａｉｎｏｈｅｐｒｐｓｄｔａｎｎｔｅｓ，ｔｅｃｎｌｅｔｍａｉｎｃｕｌｃｕｉｅａｅｔｈｏｒｌｔｆｔｏｏｅｒｉｉｇｐａｔｒｏｎｈｈａｎｅｓｉｔｏｏｄｂｅａｑｒｄｃｎｅｅｔｙａｄａｃａｅｙ．Ｔｈｏｈｔｏｅｉａｎｌｓｓａｄｃｍｐｅｉｕａｉｎ，ｔｒｐｓｄａｇｒｔ ’ ｅｏｍａｃｓｏｖｎｉｎｌｎｃｕｒｔｌｒｕｇｈｅｒｔｃｌａａｙｉｎｏｕｔｒｓｍｌｔｏｈｅｐｏｏｅｏｄｒｏａｈｖＭＯＯＤ（ｌｐｅｉｐｔｌｐｅｏｔｕｒｏｏａｆｑｅｃ・ｉｓｎｍｌｐｅｉｇｙ— ｂｔｃ：ＩｒｅｃｉｅＭＩ — ＦＭｍｕｉｌ－ｕｔｌｕｐｔｔｇｎｌｒｕｎｙｄｉｏｕｔｌｎ）ｓｓｒｔｅｔｎｍｕｉ－ｏｈｅｖｉｉｘ
Ｌｏｇｘ，ＳｉＩｎ —ｉＤｕＨＵＱｎ
（ｃｏｌｆＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇ＆ＩｏｍｔｎｉｕｎＵｉｒｉ，Ｃｅｇｕ６０６ＣｉａＳｈｏｌｒａｇｎｅｉｏｃｉＥｎｎｒａｉ，Ｓｃａｎｖｓｔｈｎｄ１０５，ｈｎ）ｆｏｈｅｙ