基于梳状导频的ofdm信道估计算法

基于导频的OFDM系统信道估计算法王晓艳，徐高魁（西南林业大学数理学院，云南昆明 650224）摘 要：对基于导频的OFDM系统信道估计算法进行研究。

阐述基于导频的信道估计的优势，介绍块状和梳状导频的插入方式，对基于最小平方（LS）、最小均方误差（MMSE）、线性最小均方误差（LMMSE）和奇异值分解（SVD）的信道估计算法进行递进式研究。

在Matlab平台下进行仿真，表明：1）块状导频性能好于不作估算的情况，而梳状导频性能又好于块状导频；2）MMSE算法信噪比优于LS算法，但计算量加大，而LMMSE算法降低了MMSE算法的计算量；3）基于SVD的信道估计算法实现了精度和运算复杂度的良好折衷，在四种算法中性能最好。

关键词： OFDM系统；导频；信道估计；奇异值分解；线性最小均方误差中图分类号：TN911.22文献标识码：A文章编号：2095-8412 (2018) 02-016-05工业技术创新 URL: http: // DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2018.02.005引言时变性和多径特性是影响4G无线通信性能的两大重要因素[1]。

多载波正交频分复用（OFDM）技术的引入有效解决了上述难题，它不仅提高了通信过程的抗干扰能力，也很大程度上增加了频谱的利用率和系统的容量[2]，使其能够更加满足高性能无线通信的需求。

OFDM技术最初由R•W•Chan在20世纪60年代中期提出，该技术基于带限信道中利用正交子载波对并行数据源进行同时发送的基本原理[3]；1980年，Peled和Ruiz提出采用循环前缀（CP）的方法，使信号经过色散信道后仍然保持各子载波间的正交性，以有效降低符号间干扰ISI（Inter Symbol Interference）和子载波间干扰ICI（Inter Carrier Interference）[4]。

20世纪90年代中期，OFDM技术真正地引起了学术界和工业界的重视[5]，其研究逐渐深入到了无线调频信道上的宽带数据传输[6]。

基于导频的OFDM系统信道估计算法作者：王晓艳徐高魁来源：《工业技术创新》2018年第02期摘要：对基于导频的OFDM系统信道估计算法进行研究。

阐述基于导频的信道估计的优势，介绍块状和梳状导频的插入方式，对基于最小平方（LS）、最小均方误差（MMSE）、线性最小均方误差（LMMSE）和奇异值分解（SVD）的信道估计算法进行递进式研究。

在Matlab平台下进行仿真，表明：1）块状导频性能好于不作估算的情况，而梳状导频性能又好于块状导频；2）MMSE算法信噪比优于LS算法，但计算量加大，而LMMSE算法降低了MMSE算法的计算量；3）基于SVD的信道估计算法实现了精度和运算复杂度的良好折衷，在四种算法中性能最好。

关键词： OFDM系统；导频；信道估计；奇异值分解；线性最小均方误差中图分类号：TN911.22 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 （2018） 02-016-05工业技术创新 URL： http： // DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2018.02.005引言时变性和多径特性是影响4G无线通信性能的两大重要因素[1]。

多载波正交频分复用（OFDM）技术的引入有效解决了上述难题，它不仅提高了通信过程的抗干扰能力，也很大程度上增加了频谱的利用率和系统的容量[2]，使其能够更加满足高性能无线通信的需求。

OFDM技术最初由R·W·Chan在20世纪60年代中期提出，该技术基于带限信道中利用正交子载波对并行数据源进行同时发送的基本原理[3]；1980年，Peled和Ruiz提出采用循环前缀（CP）的方法，使信号经过色散信道后仍然保持各子载波间的正交性，以有效降低符号间干扰ISI（Inter Symbol Interference）和子载波间干扰ICI（Inter Carrier Interference）[4]。

20世纪90年代中期，OFDM技术真正地引起了学术界和工业界的重视[5]，其研究逐渐深入到了无线调频信道上的宽带数据传输[6]。

基于导频的OFDM信道估计方法作者：陈燕来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第11期摘要：随着现代科技不断发展以及社会的进步，越来越多的研究人员开始更多地关注无线宽带数字通信系统的发展。

制约这个系统的传输性能和信息速率的主要因素之一，则是无线信道时延扩展引起的符号间干扰。

因此，消除符号间干扰，以及由无线信道时延扩展引起的频率选择性衰减，成为无线宽带通信系统中必须要解决的问题，在研究过程中正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM）技术显现出了其明显的优势。

因此OFDM成为下一代宽带移动通信系统的候选方案。

关键词：无线宽带数字通信系统符号间干扰频率选择性衰减 OFDM1 研究背景移动通信系统是现代通信系统中的重要组成部分。

它是指参与通信双方或至少一方信息的传递与交换必须是在移动中完成的。

目前，移动通信技术在发展速度方面、技术的更新换代方面以及市场容量方面均显现出了其领先地位。

而个人通信作为未来移动通信技术的目标，即实现任何人在任何时间任何地点以任何形式进行通信。

作为第二代移动通信系统的改进，第三代移动通信系统只是实现了从窄带通信系统向未来移动通信系统的过渡，而不是真正实现了宽带接入系统，因此人们对第三代移动通信系统之后（即4G）的研究日益关注，而研究的重点则是考虑在系统容量、通信质量、数据传输速率方面作进一步改进。

第四代移动通信系统在消除符号间干扰以及频率选择性衰落中借助正交频分复用（OFDM）技术来提高频率利用率，速率的确有一定程度的改进，并且在原有基础上实现了扩容，使用户享受到宽带多媒体业务。

第四代改善了无线信道下高速数据多径衰落的情况，减少了符号间的干扰，降低了噪声，系统性能大大提升。

2 OFDM基本原理为了提高信号的抗多径干扰和抗衰落能力，首先把发送端需要发送的数据流分散到若干个子载波上，以免单个子载波的信号速率过高。

2009年第07期，第42卷 通 信 技 术 Vol.42，No.07,2009 总第211期Communications Technology No.211,Totally一种改进的基于导频的OFDM 信道估计算法何春龙， 郝 莉(西南交通大学 信息编码与传输省重点实验室，四川 成都 610031)【摘 要】文中对OFDM（正交频分复用）系统中基于导频的信道估计技术进行了研究。

MMSE（最小均方误差估计）算法有很好的性能但复杂度大，LS（最小二乘法估计）算法复杂度低但性能受到限制，在综合考虑性能和复杂度的情况下介绍了两种改进方法。

并针对基于梳状导频的二项插值算法的缺陷，提出了一种改进的算法，计算机仿真证明了改进算法的误码率性能在高信噪比条件下高于原算法。

【关键词】信道估计，正交频分复用；最小二乘法估计；二项插值【中图分类号】TN911.23【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2009)07-0057-03 An Improved OFDM Channel Estimate Algorithm Based on PilotHE Chun-long， HAO Li(Provincial Key Lab of Information Coding and Transmission, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuna 610031, China)【Abstract】The channel estimation techniques for OFDM systems based on pilot-aided arrangement are investigated. The MMSE algorithm could obtain good performance，but with high complexity. The LS algorithm has low complexity, while its performance is not sufficiently satisfying. In comprehensive consideration of performance and computational complexity, two simplified estimators for LS and MMSE are proposed. Simultaneously, the shortcomings of the second order interpolation based on comb-type pilot is analyzed, and a modified algorithm for the second order interpolation presented. The simulation results show that the modified second order interpolation performs better than original interpolation algorithms.【Key words】channel estimation; Orthogonal Frequency Division Multiplexing; LS; second order interpolation0 引言OFDM技术具有较高的频谱利用率和良好的抗多径干扰的能力，近年来获得了很快的发展。

基于导频无线ofdm信道估计算法研究1.前言在无线通信中，信道估计是一项关键技术。

在传统的无线通信中，信道估计一般采用导频技术，其中，导频序列是一种被发送到接收机的固定序列，用于对信道进行估计。

在OFDM系统中，导频序列也被采用作为信道估计基础。

本文将以基于导频无线OFDM信道估计算法研究为主题，详细介绍OFDM系统中的信道估计技术及其计算方法。

2.OFDM系统原理OFDM系统是一种多载波调制技术，其原理是将频带分为多个子载波，采用离散傅里叶变换（DFT）和逆离散傅里叶变换（IDFT）将复杂的多载波信号转换成多个简单的基带信号。

OFDM系统中最常见的调制方式是QAM调制（即正交幅度调制），其中，数据位被分为I和Q两路信号进行调制传输。

OFDM系统的优点是其高的频带利用率和良好的抗多径干扰能力，因此被广泛应用于许多无线通信标准中，如WiFi、LTE等。

3.导频技术及其应用OFDM系统中，导频信号常用于信道估计。

导频信号是一个已知的频率，被经过信道后接收端观测到的信号。

根据导频信号的变化情况，可以对信道进行估计。

在OFDM系统中，导频信号通常是直接映射到某些子载波上，在接收端抽取导频符号，综合其中的信息进行信道估计。

OFDM系统中，导频信号的频率位置和数目一般是预先规定的，通常在OFDM帧头部分内进行传输。

4.基于导频OFDM信道估计算法基于导频的OFDM信道估计算法一般包括以下步骤：4.1导频序列设计导频序列是信道估计的基础，需要设计在子载波中均匀地分布，从而对整个信道进行合理的估计。

常用的导频序列设计包括DFT序列、Zadoff-Chu序列等。

4.2导频符号提取在接收端，需要识别出导频符号，以供信道估计使用。

导频符号的提取一般使用了已知的导频序列，从中抽取具有导频信息的符号。

4.3信道估计算法OFDM信道估计算法一般分为基于时域和基于频域的两种，其中，基于频域的估计相关算法较为常用。

基于频域的信道估计算法包括最小二乘法（LS）、最大似然估计（MLE）、最小均方误差（MMSE）等。

追溯。

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5结束语RFID技术是一项流程控制技术，具有增加信息交换量，加快信息流动速度的特色和优势，特别是在制造业、物流业、批发零售业等行业对于提高效益、节省成本起着重要的作用。

阿里巴巴在美国的上市和物联网的愈发盛行都为RFID技术的广泛应用提供了相当好的发展土壤。

在国外，很多机构组织如沃尔玛，都已经采用该技术进行物资的管理。

尽管现阶段，还存在着标准不统一、价格比普通条形码高等不利因素，但在技术的快速发展中，这些问题是可以克服的，到时也正是RFID技术真正普及的时刻！参考文献:[1]谈慧.RFID在物流企业仓储管理系统中的应用[J].物流技术，2014，09:397-399.[2]张丽.基于RFID的仓储管理系统研究与应用[J].物流工程与管理，2014，05:80-81+41.[3]曲世海，刘继升.基于RFID的物流仓储管理[J].物联网技术，2014，04:24-25.[4]闾素红，马飞.基于RFID的智能仓储物流系统的研究[J].河南农业大学学报，2013，02:162-166.[5]杨英姿，杨慧敏，王雨，吴月.基于RFID技术的现代仓储管理优化设计[J].森林工程，2013，03:115-117.[6]张翼凌，黎明.RFID在商品防伪领域的应用[J].中国品牌与防伪，2009，08:60-62.基金项目:国家自然科学基金重大和面上项目(编号:71090404/ 71090400,11171221,71271138,71202065),上海市一流学科项目(No.XTKX2012,S1201YLXK),上海市教委创新基金(No.14YZ088, 14YZ089),上海理工大学自科培育基金(No.13XGM03)和上海市研究生和大学生创新项目(No.JWCXSL1302,SH2013054,XJ2014098)。