MIMO-OFDM系统导频辅助的信道估计

以MIMO—OFDM系统为研究对象，通过设计正交导频进行导频辅助信道估计，对数据点的信道响应进行线性内插、三次样条插值和二次曲线拟合算法，并通过Matlab进行计算机仿真，对这些算法的BER性能进行比较。结果表明：随着信噪比（SNR）的增加，三次样条（Spline）内插和线性内插性能要远好于二次曲线拟合导频估计方法。     

OFDM系统导频信道估计算法的性能研究

研究基于块状导频的最小平方（LS）信道估计、线性最小均方误差（LMMSE）和低秩LMMSE信道估计算法,并进行了算法仿真,得出不同信道估计算法下正交频分复用（OFDM）系统误比特率（BER）和信噪比（SNR）之间的变化关系,以及在不同导频符号间隔下的误比特率曲线图。仿真结果表明：LMMSE、低秩LMMSE和LS算法的性能依次变差,且导频符号间隔对误比特率性能影响较大。     

基于导频的信道估计算法的研究

为了解决在恶劣信道条件下,信道插值算法的性能与灵活性问题,给出一种应用于工程实现的三次样条插值的简便算法。通过对三次样条插值仿真算法和其它基于插值估计算法的仿真比较,结果表明：三次样条插值在对复杂信道的估计方面,与其它基于插值的估计算法相比,具有更好的性能;同时,它不需要导频等间隔,在工程应用中更具灵活性。另外还对基于导频的信道估计中常用的插值算法的性能、特点进行了系统的分析和比较。     

OFDM中基于导频的加窗FFT信道估计

正交频分复用（OFDM）是一种正交的多载波复用技术,分析了OFDM系统中基于导频的信道估计模型;基于导频的信道估计需要进行插值,为了降低插值算法的复杂度,研究了基于导频的FFT信道估计算法。由于直接FFT信道估计算法存在能量频谱泄露问题,提出了基于汉明窗函数的优化型加窗FFT信道估计的算法。实验仿真表明：在多径衰落信道下,该算法能够有效地提高OFDM系统的信道估计性能。     

DVB-T前向预测自适应信道估计算法的研究

提出了一种基于导频的前向预测自适应信道估计算法。该算法在最小平方误差(LS)算法的基础上采用2维插值方法估计出无线信道的频率响应。在时间维方向上,对当前符号的导频位置根据系统软判决信噪比和多普勒影响的估计进行自适应插值。在频域维方向上直接进行低通滤波。     

DFT-S-OFDM系统中基于DFT的软迭代信道估计

在基于傅里叶变换扩展的正交频分复用（DFT-S-OFDM）系统中,为了消除由多径传播和多普勒效应导致的信道间干扰（ICI）,提出了一种基于离散傅里叶变换（DFT）的软迭代信道估计算法。该算法将传统DFT信道估计技术与Turbo均衡技术相结合,利用Turbo均衡器反馈的软信息来更新初始信道估计响应,进而消除噪声和ICI。Matlab仿真结果表明,在多径信道下,经过2次以上的迭代后,该算法的误码率（BER）性能得到了显著的改善。     

OFDM系统中基于导频信道估计方法的研究

对基于导频的信道估计中的插值算法,包括线性、高斯、变换域、低通滤波及三次样条插值算法的性能、特点进行分析比较。其中,三次样条插值算法在对复杂信道的估计方面,具有更好的性能和灵活性。最后,给出三次样条插值利于工程实现的简便算法。     

结合反卷积和扩张卷积的信道估计算法

信道估计作为无线通信的关键,近年来成为相关领域的研究热点。本文针对正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统下传统信道估计算法性能难以满足复杂场景的通信需求、受噪声影响大等问题,提出了一种基于反卷积网络及扩张卷积网络信道估计的深度学习方法。该方法利用信道的相关性构建了一个轻量级的反卷积网络,利用少数几层反卷积操作来逐步实现信道插值与估计,在较低的复杂度下较好地实现了信道估计。为改善估计性能,进一步构建了一个扩张卷积网络来抑制信道噪声,提高信道估计的准确度。仿真结果表明,在不同信噪比条件下,本文提出的基于反卷积及扩张卷积的深度学习方法比传统方法具有更低的估计误差,且复杂度较低。      

高铁场景下一种基于信噪比判决的双模切换信道估计算法

为了提高信道在信噪比大范围变化环境下信道估计的精度,确保高速铁路通信系统的可靠性,提出高铁场景下一种基于信噪比判决的双模切换信道估计算法。该算法利用离散卡—洛基扩展模型（discrete Karhunen-Loeve basis expansion model,DKL-BEM）及线性最小均方误差（linear minimum mean square error, LMMSE）算法进行信道建模和不同速度环境下的信道估计。仿真发现,当信噪比增大至某值时,基于ICI消除的二次信道估计算法性能劣于传统的DKL-BEM算法（出现交叉点）,且交叉点值随速度的提高左移（小信噪比方向）。通过对参数分析和两种算法交叉点值的提取,给出交叉点随速度变化的移动轨迹,自适应地实现两种算法的切换,提高信道估计算法的适应性和有效性。     

一种新的基于判决反馈的OFDM系统信道估计方法

提出了一种基于判决反馈机制的信道估计方法,采用少量导频估计出初始信道信息,再从接收端检测出的符号中选取一组包含了少量错误的符号作为准导频,反馈到信道估计器,与初始的导频一起构成数量更多的导频序列,经过几次迭代,达到提高信道估计精度的目的。为提高初始估计的精度。信道估计采用了一种频域分集的方法。计算机仿真表明,在多径瑞利衰落信道下,本文的方法可以在较低的复杂度下有效地提高信道估计的精度,在MMSE接收条件下,系统具有良好的误比特率（BER）性能。     

Channel estimation techniques based on pilot arrangement in OFDM systems

Channel estimation techniques for OFDM systems based on a pilot arrangement are investigated. Channel estimation based on a comb type pilot arrangement is studied through different algorithms for both estimating the channel at pilot frequencies and interpolating the channel. Channel estimation at pilot frequencies is based on LS and LMS methods while channel interpolation is done using linear interpolation, second order interpolation, low-pass interpolation, spline cubic interpolation, and time domain interpolation. Time-domain interpolation is obtained by passing to the time domain by means of IDFT (inverse discrete Fourier transform), zero padding and going back to the frequency domain by DFT (discrete Fourier transform). In addition, channel estimation based on a block type pilot arrangement is performed by sending pilots in every sub-channel and using this estimation for a specific number of following symbols. We have also implemented a decision feedback equalizer for all sub-channels followed by periodic block-type pilots. We have compared the performances of all schemes by measuring bit error rates with 16QAM, QPSK, DQPSK and BPSK as modulation schemes, and multipath Rayleigh fading and AR based fading channels as channel models.     

MIMO-OFDM系统中基于空频域导频的信道估计

讨论了MIMO-OFDM系统中基于空频域导频的信道估计,使用了LS方法估计导频点处的信道响应,再使用线性内插算法得到信道的全响应.同时为了有效地减小由内插和噪声所引起的误差,提出了在线性内插后设置一个由IFFT/FFT模块实现的低通滤波器,仿真结果表明改进后的系统能有效地去除噪声,使系统误码率改善了1dB左右.此结论验证了此方案的有效性.     

TD-LTE-A上行信道估计中基于加权的插值算法

TD-LTE-A上行信道估计中的线性插值算法只利用数据两端的两个导频位置的信道响应进行插值,不能很好拟合信道响应。针对此问题,提出了基于加权平均的插值算法。该算法以线性插值算法为基础,首先利用连续3个导频位置的信道响应进行线性插值得到数据位置的两个初步插值结果,再在此基础上引入权值α,最后对初步插值结果进行加权得到数据位置的信道响应。在EPA环境下的MATLAB仿真结果表明,相对于线性插值算法,基于加权的插值算法在不过度增加计算复杂度的情况下能降低系统的误比特率。     

基于小波阈值去噪的UFMC信道估计算法

通用滤波多载波(Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC)技术是一种新型多载波技术,是5G备选波形技术之一。对UFMC系统进行了介绍,再针对该系统的信道估计问题,提出一种基于小波阈值去噪的最小二乘(Least Square,LS)信道估计算法。首先利用LS算法获得导频处的信道响应,再用插值算法得到信道的全部响应,最后通过小波去噪来消除信道中的噪声干扰。实验仿真表明,提出的信道估计算法与LS算法相比,系统的误比特率更低,信道估计值更加精确。     

基于导频辅助的低压电力线通信系统信道估计算法

针对低压电力线信道噪声强、衰减大的问题,基于OFDM技术的电力线通信系统采用时域扩充结构,提高导频数据的可靠性.确定了在OFDM时域扩充结构中应用LMMSE准则时最大多径时延的最优取值.在此基础上提出一种更适合时域扩充系统的信道估计优化算法,通过利用OFDM符号内所有导频参与信道估计从而在低信噪比条件下获得更低的误码率.仿真结果表明提出的改进算法与传统LMMSE算法相比具有更好的信道估计性能,在信噪比低于0dB时改进算法的性能优势更加明显.     

Mobile WiMAX系统中一种改进的信道估计算法

在Mobile WiMAX OFDMA系统下,研究了线性插值、二阶多项式插值和三次样条插值等几种经典的内插拟合的信道估计方法,仿真发现它们不能很好地支持高速移动性,基于分段线性插值算法提出了一种改进方法。在ITUVA60和Va120信道环境下,对这几种内插算法的误比特率和均方误差性能进行了仿真。仿真结果证明,在高速移动环境下,提出的改进方法要比其他几种算法的性能要好。     

5G系统中基于解调参考信号的信道估计方法

5G系统使用解调参考信号(Demodulation Reference Signal,DMRS)用于下行信道估计,工程中通常采用插值法得到数据位置信道响应,考虑实际信道中噪声的影响,频域采用线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Squared Error,LMMSE)插值算法。针对LMMSE需要获取信道先验统计特性以及存在矩阵求逆运算量大问题,利用信号时域内能量集中特点估计出信道均方根时延、信噪比和信道自相关矩阵,对于DMRS信号在频域上间隔较大、DMRS信号所在子载波相关性不强的问题,通过引入导频加密方法提升DMRS信号所在子载波间的相关性以提升信道估计性能,并通过滑动窗口插值方法进一步降低LMMSE算法求逆运算复杂度。仿真结果表明,所提算法均方误差和误码率总体均优于线性插值和基于矩阵奇异值分解的LMMSE算法,并与传统LMMSE算法相比性能极为接近,而且复杂度降低了99.85%,适合实际工程应用。     

Time-Varying and Frequency-Selective Channel Estimation with Unequally Spaced Pilot Symbols

In this paper, an accurate and computationally efficient algorithm is proposed for estimating time-varying and frequency-selective fading channel with unequally spaced pilot symbols. By employing the time-varying coefficient polynomial interpolation method, it is proved that the time-varying channel impulse response can be estimated by the product of a constant matrix and the fading information at pilot symbol positions. Furthermore, a least square off-line training algorithm is presented to optimally calculate the constant matrix, taking into consideration of the statistics of channel fading and noise. The new algorithm can also be applied for estimating flat fading channel with equally spaced pilot symbols as a special case. Simulation results indicate that our new channel estimation algorithm leads to small mean square error for fading estimation and provides bit error rate performance close to that of the perfect channel estimation.     

Reducing ICI effect in OFDM system using low‐complexity Kalman filter based on comb‐type pilots arrangement

In OFDM systems, time‐varying channels destroy orthogonality between subcarriers causing Inter‐Carrier Interference. To reduce this effect, a Kalman filter, as a benchmark, is used for channel estimation, based on comb‐type pilot arrangements of the OFDM system. An advantage of comb‐type pilot arrangements in channel estimation is the ability to track the variation of the channel caused by Doppler frequency. Kalman method has been proposed to estimate the channel frequency response (CFR) at the pilot locations, then CFR, at data subchannels, is obtained by means of interpolation between estimates at pilot locations. The low‐complexity Kalman method is introduced to reduce the complexity of the system while achieving the same BER/SNR. Different types of interpolations have been also compared such as Low‐pass, Spline‐cubic and Linear interpolation methods. The BER/SNR performance of BPSK modulation schemes are considered for time varying Rayleigh fading channels. Our results has shown that the low‐complexity Kalman estimation, used with the pilot arrangement and a suitable interpolation method, gives almost the same performance as that of the Kalman method specially for low SNR values and hence the effect of Doppler shift effect is controlled. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.