基于IEEE802．16d的信道估計(jì)研究與仿真

作者：時(shí)間：2009-04-29 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2 IEEE802．16d下的信道估計(jì)算法
信道估計(jì)就是估計(jì)從發(fā)送天線到接收天線之間的無(wú)線信道的頻率響應(yīng)。根據(jù)接收的經(jīng)信道響應(yīng)產(chǎn)生了幅度和相位畸變并添加了白高斯噪聲的接收序列來(lái)準(zhǔn)確辨識(shí)出信道的時(shí)域或頻域傳輸特性。OFDM系統(tǒng)中常用的信道估計(jì)算法有基于導(dǎo)頻符號(hào)和插值技術(shù)以及基于判決反饋和盲信道估計(jì)三種類型。該文分析基于IEEE802．16d系統(tǒng)下的導(dǎo)頻符號(hào)信道估計(jì)。該類算法的原理是利用接收機(jī)已知的信息來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)。導(dǎo)頻的插入方式有兩類：分別為塊狀導(dǎo)頻(block―type)以及梳妝導(dǎo)頻(comb―type)。不難發(fā)現(xiàn)在IEEE802．16d中不管是每個(gè)數(shù)據(jù)OFDM符號(hào)中的導(dǎo)頻還是一幀前的前導(dǎo)碼都是按梳妝形式插入導(dǎo)頻的。常用的信道估計(jì)算法有基于最小方差準(zhǔn)則的LS算法以及基于最小均方誤差準(zhǔn)則的LMMSE算法。
2．1 LS算法
若假設(shè)H為信道的頻域響應(yīng)向量，X和Y分別為發(fā)送和接收信號(hào)向量的頻域表示，n為高斯白噪聲，則有Y=XH+n。LS算法就是使式(1)平方誤差最小：

從上式可看出LS算法受噪聲影響比較大。
2．2 LMMSE算法
LMMSE 算法就是使式 HLMMSE=argminE[(HLMMSE―H)(HLMMSE―H)H]的均方誤差最小。LMMSE算法可以在LS算法的基礎(chǔ)上得到：

在式(2)中，RHH=E[HHH]為信道沖激響應(yīng)的自相關(guān)矩陣，可以根據(jù)信道的統(tǒng)計(jì)特性得到。σ2n為加性高斯噪聲的方差。
2．3 插值算法
在IEEE802．16d下，不管是基于導(dǎo)頻符號(hào)的還是基于前導(dǎo)碼的信道估計(jì)，LS和LMMSE算法一樣，都存在信道估計(jì)的內(nèi)插問(wèn)題，即非導(dǎo)頻點(diǎn)的信道響應(yīng)值只有通過(guò)導(dǎo)頻點(diǎn)的信道響應(yīng)值內(nèi)插得到，本文主要應(yīng)用和比較了簡(jiǎn)單的線性插值和二維線性插值的性能。
2．3．1 線性插值
線性插值是插值算法中最簡(jiǎn)單的一種算法。非導(dǎo)頻點(diǎn)上的信道響應(yīng)值可由下式：

得到，其中mL≤kmL+L；L為相鄰兩導(dǎo)頻之間的間隔距離點(diǎn)；HN(k)代表第K個(gè)子載波上的信道傳輸函數(shù)；HN(mL)和HN(mL+L)為兩相鄰導(dǎo)頻點(diǎn)的信道響應(yīng)值。
2．3．2 二維線性插值
和線性插值相比較，二維線性插值(Gauss插值)是用二次多項(xiàng)式來(lái)擬合信道曲線。二維插值的表達(dá)式為：