一种改进的基于子空间MIMO—OFDM信道盲估计算法

张鏖烽

摘要：信道估计是MIMO-OFDM系统的关键技术，相比非盲估计而言，盲估计技术具有带宽利用率高，系统传输效率高的优点。基于子空间盲估计算法在信道变化不是很快的情况下有比较精确的估计效果，但是多径衰落、噪声等会引起子空间之间的非正交，从而导致估计性能急剧恶化，本文采用斜投影解决子空间之间非正交问题，采用MMSE估计准则的仿真结果表明对信道估计性能有明显的提高。

关键词：子空间；斜投影；MIMO-OFDM；盲估计

中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）07-0146-01

作为第四代的核心移动通信技术，MIMO-OFDM系统理所当然的成为研究未来的无线通信系统的热点。能在空间中产生并行而又独立信道的MIMO技术还可以将多路数据进行同时传输，这样可以极大程度的提高频带部分在系统中的利用率；通过将信道成功分解成数个正交子信道，OFDM技术能够有效识别其中的频率选择性衰落信道并将其转化成频率平坦性衰落信道，从而降低信道受多径衰落的影响程度。

非盲信道估计技术是信道估计技术中的一种，该技术是根据导频符号或训练序列进行对信道特性的估计，其原理和数学性比较成熟，收敛速度快，但是频带利用率比较低。而基于噪声子空间盲估计算法利用接受信号的二阶统计特性进行奇异值分解能够比较精确的估计信道的状态，但是多径衰落、噪声等会引起子空间之间的非正交，从而导致估计性能急剧恶化，本文采用斜投影解决子空间之间非正交问题，仿真结果表明对信道估计性能有明显的提高。

1 MIMO-OFDM系统

假设MIMO-OFDM系统有NT根发射天线和NR根接收天线。设从第m根发射天线到第n根接收天线之间信道的频率响应为Hmn，，每个信道传输的OFDM信号有K个子载波，则第n根接收天线在时隙i的接收信号可以表示为：

假设发送信号与加性噪声互不相关，式（6）中发送信号的自相关矩阵Rss是满秩的，利用噪声子空间和信道估计矩阵的正交关系可以估计出MIMO-OFDM系统的信道，此时我们只需要估计噪声子空间张成的特征向量Us，该向量可以接受信号自相关矩阵Rrr的特征值分解得到。我们采用不同的估计准则来完成对信道的最优估计。

3 仿真及分析

在MIMO - OFDM系统中，信道估计出的各仿真参数具体如下： NT（发射天线数量）=3； NR（接受天线数量）=6； M（子载波数量）=64；应用QPSK进行调制；L（信道的有效阶数）=8；循环前缀的长度P（循环前缀长度）=7；此时的噪声环境为在空间中互相不关联的加性高斯白噪声；运用 MMSE 准则进行信道估计。图1为改进前后的基于子空间盲信道估计性能的比较，结果显示改进后的算法的估计准确性明显优于改进之前，尤其在信噪比达到20dB以后性能提升得更明显。

参考文献

[1]佟学俭，罗涛著.OFDM移动通信技术原理与应用[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[2]王甫莉，阔永红，等.MIMO—OFDM 系统信道估计算法综述[J].电子科技，2007，209（2）：73-75.

[3]Paulraj A J，etc.An Overview of MIMO Comunications -A Key to Gigabit Wireless[J].Proc eedings of the IEEE，2004，92（2）：198-218.

[4]彭春翌，朱孝龙，张贤达.基于斜投影的卷積信道盲信号分离[J].清华大学学报（自然科学版），2005，45（4）：517-520.

[5]颜世建.斜投影方法收敛速度的估计[J].南京师大学报（自然科学版），2001，24（1）：11-15.endprint