基于导频的光OFDM系统信道估计
OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究
OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究一、本文概述正交频分复用（OFDM）技术是现代无线通信系统中广泛使用的一种高效调制技术，它通过将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流，并在多个正交子载波上并行传输，从而实现了在复杂和多径环境中高速数据传输的能力。
然而，这种并行传输方式也使得OFDM系统对信道失真和干扰非常敏感，因此，信道估计和信号均衡技术成为提高OFDM系统性能的关键。
本文旨在全面深入地研究OFDM系统中的信道估计和信号均衡技术，包括其基本原理、算法实现以及在实际系统中的应用。
我们将首先概述信道估计和信号均衡的基本概念和原理，分析它们对OFDM系统性能的影响。
然后，我们将详细介绍几种常用的信道估计和信号均衡算法，包括最小均方误差（MMSE）估计、最大似然（ML）估计、线性均衡和非线性均衡等，并比较它们的性能和复杂度。
本文还将探讨信道估计和信号均衡技术在不同应用场景中的优化方法，例如，在高速移动环境、多输入多输出（MIMO）系统以及认知无线电系统中的应用。
我们将通过理论分析和仿真实验，评估这些优化方法在不同场景下的性能，并提出可能的改进方案。
本文将总结信道估计和信号均衡技术在OFDM系统中的重要性和挑战，展望未来的研究方向和应用前景。
我们希望通过本文的研究，能够为OFDM系统的性能提升和实际应用提供有益的理论支持和实践指导。
二、OFDM系统基本原理正交频分复用（OFDM）是一种无线通信技术，它将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流，然后在多个正交子载波上并行传输。
这种技术结合了频率分集和多路复用，显著提高了频谱利用率，增强了系统对多径干扰和频率选择性衰减的鲁棒性。
OFDM的基本原理在于，通过快速傅里叶变换（FFT）将频域信号转换为时域信号，然后在时域中插入循环前缀（CP），以减少多径干扰产生的干扰。
每个子载波上的数据符号都是经过调制的，可以独立地进行检测和解码，从而实现了子载波之间的正交性。
短波OFDM系统中基于导频的信道估计的研究
４２
舰 船 电 子 工 程
Ｓ ｈ ｉ ｐ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
总第 ２ ３ ２期 ２ ０ １ ３ 年第 １ Ｏ期
短 波 ＯＦ ＤＭ 系统 中基 于 导 频 的信 道 Fra bibliotek 计 的 研 究
（ Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ） 通信 系统 中， 为 了减小 信道 多径 和衰落 特性 对信
使 导频 在 时 问和 频 率 上 的 间隔 分 别 不 超 过 信 道 的相 关
时问和 相关 带 宽 ， 保证 信 道估 计 的准 确 性 。如 果 信 道 的 相 关带 宽小 于信 号 带宽 ， 则该 信 道称 为频 率 选 择 性 衰落
李一杰 周新 力
２ ６ ４ ０ ０ １ ） （ 海军航空工程学院电子信息 工程系， 烟台 摘 要
在基 于导频 的短波 ＯＦ Ｄ Ｍ 通信系统信道估计 中， 导频信号的设置方式对 于信道完整 响应的估计性 能具有很大影 响。通常导
频信号的设置从 两个方 面进行 ：１ ）导频在时 间和频率方 向的插人间隔 ；２ ）导频 的插 入图案 。论文针 对 四种不 同的信道环境 ， 对系统选择 不同导频图案进行信道估计后 ， 系统的误 比特率性能进行仿真分析 ， 说明了各种导频 图案的优缺点 ， 指 出了最适用 于短波 ＯＦ Ｄ Ｍ 系统 的导
Ｌ Ｉ Ｙｉ ｊ ｉ ｅ ＺＨＯＵ Ｘｉ ｎ ｌ ｉ
（ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，ＮＡＡＵ ，Ｙａ ｎ ｔ ａ ｉ ２ ６ ４ ０ ０ １ ）
基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究毕业论文
基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究目录1绪论 (1)1.1 研究内容及背景意义 (1)1.2 本论文所做的主要工作 (2)2 OFDM系统简介 (3)2.1 单载波通信与多载波通信 (3)2.2 OFDM基本原理 (5)2.3 OFDM的优缺点 (6)2.4 OFDM系统的关键技术 (7)3 OFDM信道估计及其性能仿真 (9)3.1 信道估计概述 (9)3.2 信道估计的目的 (10)3.3 OFDM信道特性 (10)3.4 信道估计方法 (13)3.4.1 插入导频法信道估计 (13)3.4.2 最小平方(LS)算法 (14)3.4.3 最小均方误差估计(MMSE) (17)3.4.4 线性最小均方误差(LMMSE)算法 (18)3.4.5 基于DFT变换的信道估计 (19)3.5性能比较与分析 (21)4改进的DFT算法及其性能仿真 (23)4.1 算法简介 (23)4.2 性能仿真 (25)5 结论与展望 (30)参考文献................................................................................. 错误!未定义书签。
答谢.. (31)1 绪论1.1 研究内容及背景意义近30年来，移动通信领域经历了从模拟到数字，窄带到宽带，低数据传输速率到高数据传输速率的演变。
第一代(1G:AMPS、TACS)和第二代(2G:GSM、IS-95CDMA)移动通信只能提供语音业务或部分低数据业务，为了实现个人通信，移动互联网，高清视频点播等超宽带，高数据传输速率业务，人们相继提出第三代(3G:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)和第四代(4G：LTE TDD、LTE FDD)移动通信，而其中的关键技术之一——正交频分复用(OFDM)成为研究热点。
OFDM技术的提出可以追溯到上世纪60年代，但由于当时大规模集成电路的限制，OFDM并未得到重视。
基于导频符号的OFDM信道估计技术研究
（） ”
Ｘ （） ｐ
图 １ 基 于 导 频 信道 估计 的ＯＦ ＤＭ 系 统
从接收方的角度看，当循环前缀 的时间人于信道冲击响应时间，可 以将与信道线性卷积转化为圆
周卷积 ． 朋 表示 圆周卷 积 ，可 以得 出０ＦＤＭ系统 的表达 式 ：
Ｙ ｋ ＝Ｄ Ｔ ［ Ｆ （ ｋ （） （） （） Ｆ ｛ Ｄ Ｔ Ｘ（） Ｉ ｊ 佗 ＋ 佗） ｜
＝
Ｘ（） Ｄ Ｔｈｎ］ Ｆ ［（） ｋ・ Ｆ ［ ） （ ＋Ｄ Ｔｗ ｎ］
Ｘ（） Ｈ（） ｋ ・ ｋ ＋Ｗ（） ｋ （） １ 其中，】（） ，七 长度为Ⅳ的接收序列 ， （） ， 七是长度为Ⅳ的发送序列 ， （） 为信道冲击响应 （ 不足Ⅳ长的
＝
部分添零补足）， （） 佗为信道噪音． 七为信道的频域响应． 日（） 可见，通过简单的均衡就可以消除影响，
道的衰落性能． 这一技术叫做导频信号辅助调￥（Ｓ Ｍ） Ｊ ￣ Ａ ． Ｐ
２１ 导频辅助信道估计算法简介 ． 导频辅助信道估计算法 ，即先估计出导频符号处的信道响应值，然后通过内插滤波估计处数据符 号处的信道响应值．
经过串并变换斤 ，对给支路分别进行调制映射 ），在通过 串并变化和插入导频信息后，形成信息序
￣ｘ（） Ｏ ｋ，对 （） 进行Ｉ Ｔ 计算出Ｏ Ｄ ＤＦ ， Ｆ Ｍ已调信 号的时域抽样序列 ，加上循环前缀Ｃ （ Ｐ 循环前缀
可以使Ｏ ＤＭ系统消除信号的多径时延造成符号间干扰 （Ｓ）和载波间干扰 （Ｃ ），再作Ｄ Ａ变 Ｆ ＩＩ ＩＩ ／ 换，得到Ｏ Ｄ Ｆ Ｍ已调信号的时域波形． 接收端先对接收信号进行Ａ Ｄ变换，去掉循环前缀Ｃ ，得 ／ Ｐ
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第２ 卷第３ ７ 期 ２０年６ ０ ６ 月
水声MIMO-OFDM通信系统中基于导频的信道估计算法研究
系统中的信道估计原理和 Ｌ （ ｓ最小平方误差） 、ＭＭＳ （ Ｅ最小均方误差） 算法。通过仿真试验比较两种算法在信
道估 计中的性 能差异，为实际系统设 计提供 了 理论参考 。
估 计 、盲估 计和 半盲估 计 。
针 对水 声 ＭＩ ． Ｆ Ｍ 通信 系统 中的信道 估计 问题 ， ＭＯ Ｏ Ｄ 本文 以导频 系统 为基础 ， 结合水 声信 道特性 ，
研 究最 小平方 算法 （ｅｓ ｓｕ ｒ， Ｓ １ａｔ ｑ ａｅ Ｌ ）和最 小均 方误 差算 法 ｍｉｉ ｍ ａ ｑ ａｅｅｒｒＭＭＳ ］（ ｎｍｕ ｍｅｎｓｕ ｒ ｒ ， ｏ Ｅ）在
声速 比电磁 波 的速 率低 ５个 数量 级 ，水 声通信 有其 自身 的复杂 性和特 殊 性 ，如水 声信道 复 杂 的时一 空 频 特 性 、频 带资 源有 限等 。针 对 水 声通信 中频 带资源 有 限的 问题 ，发展 了多输 入技 术 （ ＭＯ）与 正 ＭＩ 交频 分复用 技术 （ Ｆ Ｏ ＤＭ）相 结合 的技术Ｌ。水 声 ＭＩ ． Ｆ １ ｊ ＭＯ Ｏ ＤＭ 系 统既通 过 Ｏ ＤＭ 调制 把频 率选择 性 Ｆ ＭＩ ＭＯ 衰 落信 道分 解成 一 组并 行平坦 衰 落信 道 ，又利 用 Ｍ１ ＭＯ 提 高 了信道 容量 。然 而 ，水下 声信 道 （ｎｅｗａｅ ｃｕｔ ｈｎｅ， ｕ ｄｒ ｔｒ ｏｓｃｃａｎｌＵＷＣ）是 一个 复杂 的 时变 、空变 的 多径衰 落信 道［，水声信 道 的多途 性 ａ ｉ ２ 】
水 声 ＭＩ ． Ｆ Ｍ 通信 技术 【中进 行信 道估 计 的原理 和方 法 ，并分 析不 同算法 之 间 的优 劣性 ，为实 际 ＭＯ Ｏ Ｄ ６ Ｊ
基于导频的OFDM系统信道估计研究
基于导频的OFDM系统信道估计研究崔泽岩【摘要】文章给出了OFDM系统模型,介绍了基于导频的OFDM系统的基本信道估计方法,并给出了典型估计方法的比较与MATLAB仿真,得出不同算法下信道估计的误比特曲线,比较了各个算法的性能.%The model of OFDM system is given in this study, and the basic pilot-aided channel estimation methods in OFDM are introduced. A typical comparison of estimation methods and MATLAB simulation are presented, and results in different channel estimation algorithms under the BER curves comparing the various performance of the algorithm are given.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2012(031)008【总页数】2页(P125-126)【关键词】正交频分复用;导频;信道估计【作者】崔泽岩【作者单位】河北省地震局涿州地震台,保定072750【正文语种】中文【中图分类】TP3150 引言正交频分复用（OFDM）是未来无线多媒体业务的关键技术之一，其主要思想是：将信道分成若干正交的子信道，将串行的高速数据流1转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。
根据不同的调制方式，相应的解调方式可分为相干解调和非相干解调。
其中相干解调需要用到信道信息，所以要想在接收端获得及时的信道状态信息，必须对信道特性进行估计和跟踪。
本文就基于导频的估计方法进行研究。
1 系统模型经过调制后的二进制数据流，经过串并变换和插入导频后，频域信号经过快速傅里叶逆变换（IFFT），变成时域信号，完成OFDM信号调制。
水声OFDM通信系统基于导频的信道估计算法研究
的发 展前 景． 中在用块状导频实现 Ｏ Ｄ 文 Ｆ Ｍ信道估计 的原理 基础之 上 ， 合水声 通信及信 道传播 特点 ， 结 研究 了 Ｌ （ ｓ 最小 平 方误 差）Ｍ Ｓ （ ， Ｍ Ｅ 最小均方误差 ） Ｌ Ｍ Ｅ 线 性最小 均方误差 ） 法在水 声 Ｏ Ｄ 系统 中的信 道估计 原理 ． 和 Ｍ Ｓ（ 算 ＦＭ 建立 信道 模
型， 通过仿真实验 ， 比较 分析 了３种算法在信道估计 中的性能差异 ， 为实 际系统设计提供理论参考 ．
关键 词 ： Ｆ Ｍ； Ｏ Ｄ 信道估计 ； Ｓ ＭＭＳ Ｌ Ｌ； Ｅ； ＭＭＳ Ｅ
中 图 分 类 号 ： Ｎ ２ ． Ｔ ９９３ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６３— ８ ７ ２ １ ）２— １５— ５ １７ ４ ０ （０ ２ ０ ０ ８ ０
ｄｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓａ ｎ ｈ ｓ ｌ ｏ ｔｍｓａ ｅ ａ ａｙ ｅ ｙ ｓ ｌｔ ｎ，Ｓ ｓｔ ｒ ｖ ｄ ｈ ｏ ｅ ｉａ ｕ ｄ ｌ ｅ ｉ ｅ ｅ ｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｍｏ ｇ ｔ ｅ ｅ ａｇ ｒ ｈ ｒ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｉ ａｉ ｆ ｐｆ ｉ ｍｕ ｏ Ｏ ａ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｒ ｔ ｌｇ ｉ ｅｉ ｓ ｃ ｎ
Ｏ Ｄ ｎ ｅｗ ｔ ｃｕｔ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎ ｓｓ ｍｓ ｎ ｌｄｎ ｌｏｉ ｍｓｏ Ｓ（ｅｓ ｓｕ ｒ ） Ｆ Ｍ ｕ ｄｒ ａ ｒ ｏ ｓ ｃｃｍ ｎｃ ｉ ｙｔ ，ｉｃｕ ｉｇａ ｒｈ ｆ ｅａ ｉ ａｏ ｅ ｇ ｔ Ｌ １ ｔ ｑ ａｅ ，ＭＭＳ （ ｎ— ａ— Ｅ ｍｉ月
江苏科 技 大学学 报 （ 自然科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｇｕＵ ｉ ｒｉ ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌ ｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ｏ ｒａ ｏ ａ ｓ ｎｖ ｓｙｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ （ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ Ｊｎ ｅ ｔ ｅ ｏ ｕ ｅ ｉ
ofdm信道估计算法
ofdm信道估计算法OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是目前广泛应用于无线通信系统中的一种调制技术。
在OFDM系统中，信道估计是一个非常重要的环节，它对于系统性能的影响非常大。
本文将介绍OFDM信道估计算法的原理和应用。
我们来了解一下OFDM技术。
OFDM技术将整个带宽划分成多个子载波，每个子载波之间是正交的，因此可以同时传输多个子载波上的数据。
这样可以提高频谱利用率和抗多径衰落能力，是一种非常适合无线通信的调制技术。
在OFDM系统中，信号经过多径传播后会受到时延和幅度失真等影响，因此需要进行信道估计来对信号进行校正。
信道估计的目标是估计出信道的频率响应，即每个子载波上的信道增益和相位。
OFDM信道估计算法主要分为基于导频的方法和基于非导频的方法。
基于导频的方法是在发送端插入已知的导频信号，接收端通过接收到的导频信号来估计信道。
这种方法的优点是估计精度较高，但需要占用一部分带宽来发送导频信号，降低了系统的数据传输速率。
常用的导频插入方法有均匀插入导频和不均匀插入导频两种。
基于非导频的方法是通过接收到的数据信号来估计信道。
这种方法不需要占用额外的带宽，提高了系统的数据传输速率。
常用的非导频方法有最小二乘法（LS）、最小均方误差法（MMSE）和最大似然法（ML）等。
最小二乘法是一种常用的OFDM信道估计算法，它通过最小化接收信号和估计信号之间的均方误差来估计信道。
最小二乘法估计的信道响应是线性的，适用于多径传播环境。
但是最小二乘法对于噪声的鲁棒性较差，当信噪比较低时容易出现误差。
最小均方误差法是在最小二乘法的基础上引入了噪声的统计特性，通过最小化接收信号和估计信号之间的均方误差来估计信道。
最小均方误差法的估计精度较高，但计算复杂度较大。
最大似然法是基于统计学原理的一种OFDM信道估计算法。
它通过最大化接收信号的似然函数来估计信道。
最大似然法的优点是可以利用接收信号的统计特性来提高估计精度，但计算复杂度较高。
基于OFDM系统信道估计算法研究
在 ｇ（ ｔ ） 的 频 率 响应取 样 之 后 得到 的信 道 冲击 响应 ，
式中
＝（ Ｆ Ｈ Ｘ Ｘ Ｆ ） ～。
毋州
ｓ ｉ ｎ （ ｒ ｔ ｚ Ｍ ）
ｈ Ｌ Ｍ Ｍ Ｓ Ｅ ＝ Ｒ ｇ ｇ ［ Ｒ ｇ ｇ ＋ ６ ： （
２ ． ２ 估计 方 法 改进
） ｈ
（ ８ ）
由于 Ｌ ＭＭＳ Ｅ 估 计要计 算 一 个 ＮＸ Ｎ的矩阵， 如 果 Ｎ非常 大 ， 那
么 复杂 度 仍 然 很 高 ， 最 直接 的 方法 就 是 减 少 Ｎ的 值 ， 考 虑 到信 道频 率 响 应 的 频 谱 能 量 主 要集 中在 信道 最 大 多径 时 延所 对 应 的样 值个 数， 那 我 们 假 设 主 要集 中在 前 Ｐ 阶， Ｐ 稍大于Ｇ 。 Ｓ ＶＤ算 法 将前 面的 ＤＦ Ｔ 矩 阵 作 近似 处 理 来达 到 减 小 阶 数 ， 简化 运算 的 目的。 将 信道的 自相关 矩 阵 进 行 奇异 值分 解 ：
ｇＭ Ｍ Ｓ Ｅ＝ Ｒ （ ５ ）
ｇ （ ｆ ） ＝ ∑ ８ （ ｔ － ｚ ， ）
Ｙｏ
式 中Ｒ ＝Ｅ ｛ ｝ ＝Ｒ ｇ ｇ Ｆ Ｘ ，
＝
，
Ｅ ｛ ｙ ｙ ｝ ＝ 砚
Ｆ
＋ ｏ ： 』 分别为向量ｇ 和ｙ 的交叉协
是 矩 阵 ， 同 时，
口
一
除部 分 符 号 间干 扰 ， 但 是 由于 多径 衰 落 和 多普 勒 频 移 的影 响 ， 我们
仍需 要精 确 的 估 计出 信道 信息 ， 因此信 道 估 计 对整 个 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ的 系统
MIMO-OFDM系统中基于空频域导频的信道估计
充 分利用 空 间资源 ， 收 发端 实 现 多 发 多收 ，在不 在
增 加频谱 资源 和天 线发送 功 率 的情况 下 ，能 有效 地 提 高信道 容量 。二者 技术 的联 合 ＭＩ — Ｆ Ｍ 技术 ＭＯ Ｏ Ｄ 作 为下一代 无线 通信 系统 的核 心技术 近年 来 引起 了
众多相 关研 究者 的研究 兴趣 。
Ｓ ｕｒ ｒ ｒ ＭＳ 最 小 ， 要 频 带 中 每 个 导 频 的 ｑ ａｅＥ ｒ ， Ｅ） ｏ 需 能量 均 相 等 ， 根发 射 天线 中的 导 频 等 间 隔 放 置 ， 每 而且 不 同 发 射 天 线 中 的 导 频 序 列 相 互 位 置 正 交 Ｊ 即在其 中一 根 发 射 天 线 传 输 导 频 时 ， 它发 ， 其
Ｙｎ ］ ｊ ， ＝∑ Ｈ ， ［，］ ｎ ］ （） ［ ｉ ｎ ＋ ， １ ｎ
其中， ｋ＝１ ２ ， ～ 表 示 一个 ０ Ｄ 符 号 的 子载 ， … Ⅳ（ ＦＭ
能胜任快衰落信道 的信 道估计 。 （ ） ２ 由文献 ［ ］ ７ 的仿
真结果 图 可 知 ， 于 空频 域 导 频 信道 估 计 的 ＭＩ ． 基 ＭＯ Ｏ Ｄ 系统在性 能上相 对 于基 于 空 时域导 频信 道估 ＦＭ
ｅｒ ｒ ｏ ｎ ｅｐ ｌ ｔ Ｉ ａ ｄ ｎ ｉ ｓ ｈ ｓａ ｔ ｌ ｒｐ ｓ ｓａｌ ｗ ａｓｆ ｔｒｉ ｌｍｅ ｔ ｄ ｂ ｎ ／ Ｆ ｄ ｌ ｏｌｗ ｎ ｅ ｒｏｓｆ ｍ ｉｔｒ ａｉ 】 ｎ ０ ｓ ．ｔｉ ｒ ｃｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｐ ｓ ｌ ｒ ｏ ｏ ｅ ｉ ｏ ｉ ｅ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｙ Ｉ Ｆ Ｔ ｍｏ ｅ ｆ ｌ ｉ ｇｔ ｏ ｈ
０ ｅ ａｉｎ ｏ ｉ ｅ ｒｉｔｒ ｏ ａｉｎ ｉ ｌ ｔ ｎｓｉ ｄｃ ｔ ｈ ｔｔ ｄ ａ ｃ ｄ ｓ ｓｅ ｅ ｌ ｒ ｍｏ ｅｔ ｅ ｅｆ ｃ ｆｎ ｉｅ ｅｆｃｉ ｅｙ， ｐ ｒｔｏ ｆ１ｎ ａ ｎｅ ｐ ｌ ｔ ．Ｓ ｍｕａ ｉ ｎ ｉａｅｔ ａ ｏ ｏ ｈｅａ ｖ ｎ ｅ ｙ ｔｍ ａ３ ｅ ｖ ｈ ｆ ｔｏ ｏｓ ｆｅ ｔ ｌ ｅ ｖ
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卜
重庆邮电大学通信与信息工程睾院 枨智强 邱绍峰
【摘要ｌ
为了克服光纤色散和模式的传输时延导致］ＣＩ设计了一种基于
导棼ｉ的信道估计器．井分析了Ｌｓ和ＬＭＭＳＥ算法估计厚理通
过仿真实验比较了两种算法的误比特率和均方误差性能．实验
结果表明Ｌｓ与ＬＭＭＳＥ在光ＯＦＤＭ幂统中都有较好的作用但
ＬＭＭＳＥ算法性能要优于Ｌｓ算法
随着以太阐数据量的日益增长 为了满足各种业
务的需求就需要不断地扩大系统容量和传输速率而
光纤通信作为以太网的主要传输方
式也受到越来越多的关注 ＯＦＤＭ
技术由于萁抗多径干扰能力强和频
带利用率高等优点被广泛应用于
各种通信系统中 人们提出可以把
ＯＦＤＭ技术应用于光通信领域于是
产生一种新型的光通信技术 即光
正交频分复用技术ｆ０－ＯＦＤＭ）。虽
然该方法能有效提高系统效率抵
抗光纤链路的模式色散但是对模
流经过调制映射后再串，并转化为多路低速数据流在
每一路数据中插＾用于估计信道特性的导频信息插人
导频后的信号经过快速傅里叶逆变换（ＩＦＦＴ｝．加循环
前缀ＣＰ并／串变换数模转换后由马赫一喾德尔调制
器｛ＭＺＭ）将电信号转化为光信号耦台入光纤传输
接收端先通过光信号探涌器ＰＩＮ把光信号转化为电信号
然后进行模数转换去掉ＣＰ串／并变换．再经过快速傅
里叶ＩＦＦＴ）变换得到频域信号再通过信道估计对频
域信号进行均衡解调后就把低速的并行数据流转换威
高速的串行数据流，其中．循环前缀的长度大干最大多
径时延的长度 以保证收到的信号不会受到符号问千扰
ｆＩＳＩ｝
式时延和相位噪声非常敏感．因此需要采用信道估计技
术。信道估计的任务就是根据接收到的幅度和相位上产
生了畸变并叠加了噪声的接收序列辨识信道时域或频
域的传赣特性
图Ｉ描述了０．ＯＦＤＭ系统的结构 高速的二避制数据
ＤＩＧＩＴＣＷ
Ｉ尊西的 计
在基于导频的信道估计中导频符号的结构分布以
及导频数量的选择挟定了信道估计的方法和性能 导频
的间隔不能太大否则不能跟踪信道的变化但也不能
太密集吾则系统的效率会受影响 在进行导频设计时
必须满足奈奎斯特定理。在ＯＦＤＭ系统中一般有两种导
频结构分布块状导频和梳壮导频。块献导频在时域上
周期性的插人导频在一个ＯＦＤＭ符号的所有子载波上
都插人导频．因此 它在频域是连续的．对频率选捧性
衰落并不敏感这种插＾方式适用于慢衰落信道 而梳
状导频是在ＯＦＤＭ块中均匀地插八导频 在相同导频载
荷的条件下梳状导频比块状导频有更高重传率 因此
梳状导频在快衰落信道下估计效果更好。但是．梳状导
频在非子载波上的信道特性，只有对导频于载波上的信
道特性的插值才能得到所以这种导频对频率选择性衰
落比较敏感
由于光纤信邋的传输特性是慢衰落信谨．而且不用
考虑多普勒频移的影响．所以可以采用块状的导频插入
方式这种导频结构简单可以使信道估计器的设计更
加窖易实现而且可以得到比较好的性能。 信道估计ｒｆ勺算法 设 ，）（ 是发送的导频信号Ｙ＝【Ｙ Ｙ ＹＭ １］ 是接收到的导频信号Ｘ是由Ｘｏ～Ｘ Ｘ ｔ为主对角线值 的对角矩阵 ， ［ ， ｈ ，］是估计信道的 中击响应向 量Ｆ是ＦＦＴ变换矩阵Ｎ为噪声向量 则系统模型可以 表示为．Ｙ＝ＸＦｈ＋Ｎ Ｉ１）最小二乘ｆＬＳ）估计算法分析 假设信遵响应ｈ与噪声ｎ不相关 在Ｌｓ算法中．使 其代价函数Ｐ＜Ｙ—ＸＦｈ）”（Ｙ—ＸＦｈ）最小化。令 ÷＝０可 得６。 Ｆ ｘ Ｙ。所以 Ｘ ｉｙ＝ … Ｌｓ信道估计算法简单复杂度比较低．易于实现 但是它没有考虑噪声的影响和子载波的干扰．当信道中 存在较大的噪声时．估计效果将严重恶化 输出的均方 误差比较大．使其准确度受到限制。 （２）线性最小均方误差估计算法分析 线性最小均方误差（ＬＭＭＳＥＩ算法对ＩＣＩ和高斯白 噪声有很好的抑制作用 而且能够使信道估计的均方误 差达到最小 因此该方法被广泛的应用到了ＯＦＤＭ的信 道估计中。在假设噪声与发送的信息不相关的情况下 其信道估计表示为Ｈ＝Ｒ ＲＹ Ｙ。其中 表示的是Ｙ的 自相关函数Ｒ 表示的是Ｈ和Ｙ的互相关函数 经计算 Ｒｗ＝ｘ ｔＨＸ”＋ａ ｌ ＲＨｖ＝ＲＨＨＸ 其中．ｄ 为加性高斯噪声．Ｉ为单位矩阵．Ｒ ．为冲 击响应的自相关矩阵。ＬＭＭＳＥ算法最终可以表示为 。 。¨Ｔｅ．ｃｈ．ｎｏ．１ｏｇ．ｙ∞ｗ■ 题技术 一 ＝Ｒ¨．，（Ｒ洲＋ｏＪ（ＸＸ”））－ｉＨ ｛２ 并且Ｒ｜『ｌ｜＝｛ＨＨ“｝ 当信号ｘ变换的时候 矩阵Ｒ．¨．＝｛ＨＨ”｝就要随之变 换．所以ＬＭＭｓＥ算法的复杂度较高。为了降低该算法 的复杂度．仿真结粜表明可以把（ｘｘ“）。。用Ｅ｛（ＸＸ“）。｝代 替而且这种近似带来的性能恶化可以忽略 当信号在 等概率调制的情况下有： Ｅ｛（ｘｘ”）’ Ｅ｛Ｉ ｉ／ｘｋ ｉ 定义信噪比为ＳＮＲ＝Ｅ｛Ｉｘ ，ｏ： 进一步简化可以得到 ＨＬＵ￣ｓＥ＝Ｒ Ｒｌ… （Ｄ／ＳＮＲ）Ｉ）‘ＨＥ （３） 式中．Ｄ为星座调制中的常数。ＬＭＭＳＥ较Ｌｓ而言 由于者虑了噪声的影响所以具有更高的准确性。但是 也由于这种方法有大量的矩阵运算所以其运算的复杂
度比较高
本文采用Ｍａｔｌａｂ７ ０对Ｌｓ算法和ＬＭＭＳＥ算法进行仿
真通过误码率ＩＢＥＲ）和均方误差（ＭＳＥｌ来衡量信
道估计的性能。仿真采用的系统参数如下仿真载频为
２ＧＨｚ带竟ＩＯＧＨｚ子载波数５Ｉ２个ＣＰ为３２子载波间
隔为７８ ｌ２５ＭＨｚ一个ＯＦＤＭ符号长度为１２ ８ｎｓ ＣＰ长度
为３ ２ｎｓ采用Ｉ６ＱＡＭ调制方式最大时延 ＝３ ２ｎｓ。
图２给出了Ｌｓ算法和ＬＭＭＳＥ算法在Ｏ－ＯＦＤＭ系统中
的ＢＥＲ仿真曲线由于ＬＭＭＳＥ算法考虑了噪声对信道的
影响随着性噪比的增大ＬＭＭＳＥ算法的误码率会更
小在误码率达到ｌ０ 时ＬＭＭＳＥ算法与Ｌｓ算法相比可
以节约３ｄＢ信噪比 从图３的ＭＳＥ曲线可以藿出在相同
的信噪比条件下ＬＳ算法要￣ＬＭＭＳＥ算法的估计误差
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算法性能确实耍忧于Ｌｓ算法但同时它的运算也相当复
杂．而ＬＳ算法的运算复杂度较低而且容易实现。所以
在实际ｊ５Ｉ统情况中．需要根据不同的要求．选择不同的
算法。
本文根据０－ＯＦＤＭ系统的特点＋选用块状导频结
构．分析了Ｌｓ算法和ＬＭＭＳＥ算法．并通过Ｍａｌｌａｂ仿真验
证了其误比特率和均方误差性能 实验结果表明由于
ＬＭＭＳＥ考虑了噪声的影响所以信道估计性能要好于Ｌｓ
算法．但ＬＭＭＳＥ算法运算复杂度相对较高难于实现。
在后续的研究中可以结台光通信系统的特点采用台
透的方法降＇｛ＥｃＬＭＭＳＥ算法的运算。一
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合众思壮Ｕ制板Ｒ上市
近日．合众恩壮发布７“Ｕ秉列 具有挂心自主产权的奎新ＧＮＳＳ产品，其中包含 敕采容北斗系统的导航，
授时板卡，模拟器、ＧＰＳ测向／ａ４蟾仪、信号干扰器等。北斗导航系统开始由专业领域应用转向民用，田产品牌掘
卡的上市，标志着 东统兼容已经成为卫星导航市场的主流。此班合众思壮推出的“Ｕ系列 产品，具有兼容性
鲁全－陆．穗定－陆和高性能的诗多特点。
这几款ＧＧＢ 板卡．包括Ｔ ｔ容ＧＰＳ／北斗晕统的授时板卡ＵＧＢ－盯，兼容ＧＰＳ／
ＧＬＯＮＡＳＳ的ＵＧＧ２００，兼容ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／北斗系统的三舍一导航板卡ＵＧＧ３００，Ｕｎｉａｔｔ－２００／４００ＧＰＳ删向／洲婆仪，
ＧＰＳ信号干扰嚣和兼客ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／北斗系统的三合一榷拟嚣Ｕｎｉｓａｔ－３００午 ＧＧＢ高性能ＯＥＭ扼卡．羌分考
虑到我固卫星导航产业的长远发展，也为北斗试验性导航系统（北斗一代）到北斗区域性导航系统（北斗二代）的
市场应用做好Ｔ柚垫 此次推出的ＧＧＢ板卡，采硐Ｔ ＢＤ（北斗）无源高精度定位、ＧＬＯＮＡＳＳ＋ＢＤ等组合定位鞋
术等．保障Ｔ用户可以根据自身需要选择使用ＧＰＳ或北斗乐蟪，其安全和穗定性能是毋庸置艟的。ＧＧＢ板卡竹镌
定性和安奎性保障还在于其具有军工品质．井且．ＧＧＢ板卡是完奎田产，合众思壮拥有完全的植・ 自主产权．有
着可靠的产品保障和免善配套服务
据合众思壮技术副总裁曹虹杰介绍 ＧＰＳ卫星导航的核心部件板卡目前市场上只有皿外产品．速一市ｊ而被固
际巨头企业长期垄断，由于西方时中圆出售的导航板卡有着严格植术限制．速度不能超过５１５ｍ／ｓ．高度不能超过
Ｉ ８０００ｍ．否则导航乐统就无法工作。这样就使在禹精度 高计怎的领城．无法使用进口导航产品．遗址合Ａ思壮
上市的 款板卡全部具有核心自主产权，打破７田悻盘业的垄断．史破７对高度和速度限制．可 不限高度．不限
速度地在奎无接任何状态下实行高精度高动态导航．保障７我国的车戢 机栽，航空导航、高铁等市场的正常使用，
合众思壮此次推出的系列产品，除７板卡还有根多值得关注的地方，比如ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／北斗多系统的三合
一
模拟器Ｕｎｉｓａｔ．３００．它可以实现这三个系统的信号模拟．井且可以实现北斗系统军用码和民用码的模拟ｔ其核心
部件也是咒奎自主研发，同样打破７困际企业时中田市场高精度幸羹拟嚣的垄断。可见，此班推出的晕列产品具有质
量稳定，安奎可靠．使用方便，性价比超高的特点
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