OFDM系统中时变信道参数的估计

2008,44(3)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用

1引言

随着无线移动通信技术的发展,对快速移动中的高数据率通信提出了越来越高的要求。正交频分复用(OFDM)技术以其抗多径衰落和高频带利用率的优点而被广泛。

伴随快速移动和高数据率通信使得无线信道同时具有时间和频率双重选择性衰落,而对时变信道参数的精确估计直接影响OFDM系统性能。OFDM信道估计算法已有很多研究,主要分为盲和半盲信道估计方法,盲信道估计方法需要大量的观测数据,不利于实时处理,故实际中多使用发射训练序列的半盲信道估计方法。常用的方法有最小二乘(LS)算法,最小均方误差估计(MMSE),最大似然估计(MLE)[1]等,它们多是非参数化估计方法。时变信号的频率随时间而变化,且具有很强的抗干扰能力,而时频工具可以有效地分析信号在时频域的局部特性。所以近年来,基于参数化信道模型,以时变信号尤其是线性调频(LFM)信号作为导频信号,利用其瞬时频率中包含的丰富信道信息[4],进行参数化信道估计的方法越来越受到人们的关注。该方法早期由S.Barbarossa提出[2],A.Papandreou-Suppappola等人利用时频工具在这方面做了大量的工作[3-5]。在文献[6]中,使用了多分量LFM信号来估计时变信道的参数,但需要作两次时频变换,复杂度较高。

本文提出了一种基于参数化信道模型的时变信道参数估计方法。该方法通过发射单分量LFM信号作为OFDM系统的导频信号,利用MDL标准检测信道的多径数目,再利用WHT构造相关函数联合FFT来估计出信道的参数。

2系统模型及相关公式

2.1OFDM系统模型

在OFDM系统中[7],每个符号是多个经过调制的子载波信号之和,其中每个子载波的调制方式可以选择相移键控(PSK)或者正交幅度调制(QAM)。用等效基带信号来描述OFDM系统的输出信号为:

OFDM系统中时变信道参数的估计

崔会亮,穆晓敏,杨守义,齐林

CUIHui-liang,MUXiao-min,YANGShou-yi,QILin

郑州大学信息工程学院,郑州450001

CollegeofInformationEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China

E-mail:huyun_1983@yahoo.com.cn

CUIHui-liang,MUXiao-min,YANGShou-yi,etal.Parametersestimationoftime-varyingchannelinOFDMsystem.ComputerEngineeringandApplications,2008,44(3):164-166.

Abstract:Thewirelesschannelwithtime-varyingdistortiondeterioratestheperformanceofcommunicationsystemsseriously.Sotheparametersoftime-varyingchannelhavetobeestimatedexactlyforthebestdesignofsystemandequalizationinthere-ceiver.Thispaperproposesanalgorithmtoestimatetheparametersoftime-varyingchannelbasedonWigner-HoughTransform(WHT)andparametricchannelmodel,withasingle-componentLinear-FrequencyModulated(LFM)signalinsertedintothesymbolssendingtodetectthechannelintheOrthogonalFrequency-DivisionMultiplexing(OFDM)system.Inthealgorithm,weemploytheMinimumDescriptionLength(MDL)criteriontodetectthenumberofpathsinthechannel.ThenWHTandFFTcandetectandestimatetheparametersoftime-varyingchannelfromthereceivedpilotsignals.Thesimulationresultsshowthattheproposedal-gorithmexhibitsgoodperformances.

Keywords:time-varyingdistortion;LFM;MDLcriterion;WHT;OFDM

摘要:无线信道中的时变衰落对通信系统的性能会产生极其恶劣的影响,必须精确的估计出时变信道的参数以便更好的设计通信系统以及在接收端进行有效地均衡。提出了一种基于单分量线性调频(LFM)信号的时变信道参数估计方法。该方法通过发射单分量LFM信号作为正交频分复用(OFDM)系统的导频信号来探测时变信道,在接收端用最小描述长度(MDL)标准来检测信道的多径数目,并用Wigner-Hough变换(WHT)联合FFT进行时变信道参数估计。仿真结果表明该算法有良好的估计性能。

关键词:时变衰落;线性调频;最小描述长度;Wigner-Hough变换;正交频分复用

文章编号:1002-8331(2008)03-0164-03文献标识码:A中图分类号:TN911

基金项目:河南省重点科技攻关项目(theScienceandTechnologyBreakthroughofHenanProvinceunderGrantNo.0623051400)。

作者简介:崔会亮(1983-),男,硕士生,主要研究领域为时变信道估计;穆晓敏(1955-),女,教授,博士生导师,主要研究领域为通信信号处理、图像信号处理、通信系统的抗干扰技术、图像数字水印技术;杨守义(1965-),男,教授,博士生导师,主要研究领域为图像信号处理、弱信号检测、图像数字水印技术;齐林(1961-),男,教授,博士生导师,主要研究领域为现代信号处理和通信系统。

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