MIMOOFDM系统的信道估计.ppt

* 无论是单载波系统还是多载波系统，在接收端，要采用相干解调恢复数据信息，都需要较准确的CSI作为数据处理的必要参数，所以，信道估计是影响OFDM系统和MIMO-OFDM系统性能的关键因素。和传统单天线情况下的OFDM系统相比，MIMO-OFDM系统中的CSI估计更困难些，原因是多天线的使用使得在任一子载波上接收到的信号都是多个畸变信号的叠加。当对其中一个接收天线对的CSI进行估计时，其它发射天线的发送信号就是干扰。 第5章 MIMO-OFDM系统的信道估计 5.1 引言 5.2 信道估计算法 信道估计 基于导频的信道估计 盲信道估计 非盲信道估计 基于训练序列的信道估计 （基于块状导频的信道估计） 基于导频的信道估计 基于训练序列的信道估计 4.3.1 LS信道估计算法 LS方法是使测量值和模型之间的加权误差最小。 若衰落 的LS估计用 表示，则用LS算法估计 的代价函数为 求 的导数，使得 即 LS估计的均方误差（MSE）可以推得 基于训练序列的信道估计 基于梳状导频的信道估计 导频子载波的信道响应 接收到的导频信号矢量 :导频符号个数 若 为导频子载波中的高斯噪声。 在常规的梳状导频估计中，基于LS准则的导频信号估计可以表示为 是ICI矢量。 4.3.2 LMMSE信道估计算法 对于块状导频信道估计 4.3.3 信道插值 1.线性插值 2.齿条插值和三次插值 和含噪声的导频估计 之间的互相关矩阵。 是 是导频估计矩阵的自相关矩阵。 3.低通插值 基于低通滤波器梳状导频结构的信道估计框图 4.4.1 导频插入间隔以及导频图样 导频符号成正方形分布的OFDM符号帧结构 4.4 OFDM系统信道估计 插入导频的间隔必须满足奈奎斯特抽样定理，即无失真恢复的抽样间隔必须小于抽样信号两倍带宽的倒数。 或 或 实际中 向上取整 一帧中包含的所有导频符号总数为 由于插入导频所带来的开销为 其信噪比的损失为 两种导频插入模式 导频图 4.4.2 时域信道估计算法 基于训练符号的时域信道估计算法 对于训练符号 ，接收到的时域信号为 其中 训练符号列矢量 信道冲激响应列矢量 加性噪声列矢量 得到信道冲激响应的估值 若有多个训练符号时，估计时可求平均 信道频域响应的估值 一维信道估计算法 4.4.2 频域信道估计算法 1. 基于插入导频符号的频域信道估计算法 2. 基于训练符号的频域信道估计LS算法 第 个符号的第 个子载波上接收到的频域符号为 得到信道频域响应的估值 若有多个训练符号，估计时也可利用类似于时域求平均值的方法来平滑噪声的影响，以提高估计准确度。 LS 信 道 估 计 N 点 I D F T N 点 D F T 频域 时域 频域 基于DFT 的OFDM 系统信道估计示意图 4.4.3 基于DFT的信道估计 0 10 20 30 40 50 60 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 采样点/个 归一化幅度 h(t)=δ(t-Ts)+0.5δ(t-4Ts) 采样间隔信道情形 0 10 20 30 40 50 60 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 采样点/个 归一化幅度 h(t)=δ(t-1.5Ts) + 0.5δ(t-4.5Ts) 非采样间隔信道情形 LS 信 道 估 计 N 点 I D F T N 点 D F T 频域 时域 频域 置 零 样 值 选 择 改进的基于DFT 的OFDM 系统信道估计示意图 0…63 MMSE 0…10,53…63 LS-DFT2 0…7,56…63 LS-DFT1 0…2,61…63 LS-DFT 0…63 LS 使用路径 系统 五种系统概况 5 10 15 20 25 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 信噪比(dB) MSE(dB) LS LS-DFT LS-DFT1 LS-DFT2 MMSE 最小均方误差（MSE）性能仿真 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 信噪比(dB) SER LS LS-DFT LS-DFT1 LS-DFT2 MMSE 误码率性能仿真 误码率平台 MIMO 编码器 IFFT IFFT MIMO Channel FFT FFT MIMO 解码器 信道 估计器 训练 符号 4.5 MIMO-OFDM系统信道估计 基于训练序列的 MIMO-OFDM系统信道估计 *