![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/18603569/bg1.jpg)
ISSN 1000-0054
CN
11-2223/N
清华大学学报 (自然科学版)
J T singhua U niv (Sci& T ech),
2005 年 第 45 卷 第 10 期
2005, V ol.45, N o.10
15/36
1352-1355
MIMO
-
OFDM
系统的时域导频信道估计算法
周慧强, 周世东, 王 京
(清华大学 电子工程系, 微波与数字通信技术国家重点实验室, 北京 100084)
收稿日期: 2004-09-06
基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (90204001)
作者简介: 周慧强 (1977-), 男( 汉), 山 西, 博士 研 究生。
通讯联系人: 王京, 教授, E -m ail: w angj@ tsinghua.edu.cn。
摘 要: 多天线 正交频分复用(
MIMO
-
OFDM
)系统作为一
种高速率无线通信的有效方式,其信道估计技术占有非常重
要的位置。基于
MIMO
-
OFDM
系统的导频设计准则及特
性,该文提出一种多径
MIMO
信道下用于多径定位和时域
信道估计的算法。该算法从时域出发,首先利用所设计导频
在时域上的循环移位正交性来获取多径信道的定位,从而利
用时域导频符号来获取多径信道时域响应信息。仿真实验结
果表明相比传统的频域信道估计插值算法,该算法在较低运
算复杂度下可以获得信道估计性能的明显改善,同时作为导
频符号的Golay 互补码有效降低 OFDM 系统功率峰均比
(
PAPR
)2~5
dB
。
关键词: 无线通信;
多天线收发 正交频分复用; 多径信道;
信道估计; 峰均比
中图分类号:TN 92 文献标识码:A
文章编号: 1000-0054(2005)10-1352-04
Ch anne l estimation for M IMO-OF DM
systems with pilo t sym bols in
the time domain
ZHOU Huiqi ang
,
ZHOU Sh idon g
,
WANG Jing
(
S tate Key Laborato ry o n Micro w ave and Digital C o mm unicatio ns
,
Departme nt of Electronic E ngi neering
,
Tsinghua Univer sity
,
Beijing 100084
,
China
)
Abstract
: M ulti input, m ulti output-orthogonal frequency division
m ultiplexin g (M IM O -O F D M ) system s use an efficient high -rate
w ireless com m un ication m etho d th at is very sensitive to the channel
e s tim a tio n . T h e p ilo t d e s ig n p r in c iple w as applied to the
M IM O -O F D M to develop a m ulti-p ath allocation and tim e dom ain
channel estim ation algorithm for m ulti-path M IM O channels. T he
circuit sh ift orth o g o n ality of th e p ilots is u sed to lo cate th e m u ltip le
path s to determ in e th e m ulti-path channel response in th e tim e
d o m a in . S im u la tions show that, com pared w ith conventional
in terp olation estimatesin the frequency dom ain, this algorithm gives
distinct im provem ents in the chann elestim ates w ith low com putation
com plexity. In addition, using the G olay com plem entary series
(G C S) as the pilot sym bol redu ces th e O F D M peak average p ow er
ratio ( P A PR ) 2 ~ 5 d B .
Key words
: w ireless com m unication ; m ulti in put m ulti
output-orthogonal frequency division m ultiplexing;
m ulti-path ch annels; channel estim ation ; peak average
powerratio
在充分散射信道下,多天线收发
MIMO
(
multi
input m ulti output
)系统可以获得比单天线收发
S ISO (single input single output)系统更大的信道容
量
[1]
,这种多发多收的系统已经应用在下一代无线通
信系统中用来提高数据传输率。正交频分复用
OFDM
(
orthogonal frequency div is io n m u ltip le x ing
)
系统通过划分正交子载波方法使得各个子载波内的
信道为平衰落特性,可以有效抵抗多径信道所带来的
时延干扰
[2,3]
。
但是 M IM O 系统中的一个关键问题是信道估计
算法,同时考虑到
OFDM
系统峰均比
PA PR
(
peak
average pow er ratio
)问题的影响,在
MIMO
-
OFDM
系统中用于信道估计的导频符号设计就显得格外重
要。传统的频域信道估计方法采用插值方式,并且要
在频域导频符号点进行大量的矩阵运算,所以复杂度
较高,受插值算法的限制以及噪声影响较大。
本文提出一种新的直接在时域进行信道估计的
方法,通过时域导频数据来获取多径定位信息,以较
少的多径信道参数来获取整个 O FD M 符号块内信
道特性。这种方法与传统的频域信道估计相比,可以
获得更为精确的信道参数,受噪声影响较小; 所采
用的 G olay 互补码可以获得较低的峰均比特性; 同
时容许数据与导频混和插放提高了频谱利用率。
1
MIMO
-
OFDM
系统模型
在 M IM O -O FD M 系统中,信源信息经过编码
和调制映射后串 并变换到各个发射天线,然后经过
IF F T
运算调制成
OFDM
符号,添加循环前缀(
CP
)
后在各个天线上传输; 接收端各个天线的接收信号
去掉 C P 后经过 F FT 运算得到频域信号,然后经过
信道估计所得到的信道参数进行
MIMO
检测从而
获得原来各个发送天线上的信息数据,通过解调、译