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基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计_赵知劲

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自适应OFDM系统中基于LS估计的信道预测算法分析

自适应OFDM系统中基于LS估计的信道预测算法分析

自适应OFDM系统中基于LS估计的信道预测算法分析万剑锋;胡兵【摘要】信道预测技术可以为自适应系统提供准确及时的信道状态信息.针对现有的信道预测算法都是假设已知当前及以前的信道信息来预测未来的信道状态信息而忽略信道估计的影响,提出了一种基于LS信道估计的时变多径信道的时域预测方法.该方法采用自适应OFDM系统模型,以当前接收的导频符号序列为观测值进行LS 信道估计得到信道的频域值,然后通过IDFT变换到时域,结合AR模型来预测未来信道衰落系数.仿真结果表明,与传统的频域预测算法相比,该算法有效地降低了最小均方误差,能很好地满足自适应OFDM系统中时变多径信道的要求.%Channel prediction technology can provide adaptive system for accurate and timely channel state informa-tion(CSI). According to the existing channel prediction algorithm assuming that all known current and former channel information to predict the future channel state information and ignoring the influence of channel estimation, a time-varying multipath channel time-domain prediction algorithm based on LS estimate was introduced. This method adopt the adaptive OFDM system model, with the current receiving pilot symbol sequence using LS channel estimation for channel frequency domain value, and then transformed to time domain through IDFT, combined with AR model to predict future channel fading coefficient. The simulation results show that compared with the traditional frequency domain prediction algorithm, the algorithm has effectively reduced the minimum mean square error and can be satisfied with the adaptive OFDM system time-varying multipath channel requirements.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2012(032)006【总页数】4页(P435-438)【关键词】自适应正交频分复用系统;LS估计;信道预测【作者】万剑锋;胡兵【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN929.5自适应传输技术的实现依赖于发送方准确获知当前的信道状态信息。

一种新的基于高阶统计量的自适应滤波算法

一种新的基于高阶统计量的自适应滤波算法

一种新的基于高阶统计量的自适应滤波算法
赵知劲
【期刊名称】《电子学报》
【年(卷),期】2000(028)012
【摘要】本文首先提出一种基于三阶累积量的代价函数,其次提出了一种基于此代价函数的格型自适应算法,最后将此算法用于线性预测,计算机仿真实验结果证实了算法的正确性和有效性.
【总页数】3页(P83-84,51)
【作者】赵知劲
【作者单位】杭州电子工业学院,杭州 310037
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种新的更好的基于"当前"统计模型的自适应滤波算法 [J], 陈出新;周德云;张堃
2.一种新的基于高阶统计量的相干体算法 [J], 熊晓军;尹成;张白林;周洁玲;李大卫
3.一种基于三阶累积量的准则及自适应滤波算法 [J], 高鹰;谢胜利
4.一种基于高阶统计量的组合盲均衡新算法 [J], 胡彦云
5.一种新的基于Grassmann流形度量的手写体数字识别方法 [J], 王卫华;王长杰;张伟
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一种MIMO-OFDM信道混合估计方法

一种MIMO-OFDM信道混合估计方法

一种MIMO-OFDM信道混合估计方法赵知劲;汪百川;徐春云;沈雷【期刊名称】《电路与系统学报》【年(卷),期】2012(017)002【摘要】传统的信道估计方法往往假设多径分量数已知且为常数,粒子滤波算法可估计服从高斯分布的时变信道.实际无线环境中,多径分量数目与幅度皆为时变,则粒子滤波估计方法性能恶化.本文提出基于二进制粒子群算法和卡尔曼滤波的MIMO-OFDM信道混合估计方法.采用随机集建模MIMO信道,并分析得到其多径转移概率模型；基于此模型将信道分解为离散部分和连续部分,推导得到此两部分与整体信道关系;采用二进制粒子群算法拟合信道离散部分,利用卡尔曼滤波估计信道幅度,将利用信道估计计算得到的观测值与真实观测值的近似程度作为适应度函数.仿真结果表明:本文所提出的信道估计方法性能优于基本粒子滤波的信道估计方法.%The typical estimation methods for M1MO-OFDM channel generally assume that the number of multi-path components is known and constant, and particle filtering can estimate the Gaussian distribution channel. However, in the fact that the number and the amplitude of channel taps are unknown in practical wireless situation, the performance of particle filtering scheme is impaired. In this paper, a channel estimation scheme based on binary PSO and Kalman filtering (PSO-KF) is proposed. Using RST theory a model of MIMO is established and the channel-taps' varying model is given. According to the model the whole channel is separated into discrete part and continuous part, and the relationship with them isderived. The discrete part could be obtained using binary PSO algorithm, and the channel amplitude value is acquired using Kalman filtering. The likelihood distance between the real observation and the estimated observation based on the channel estimation is chosen as the fitness function. Simulation results show the performance of PSO-KF algorithm is better than the particle filtering scheme.【总页数】6页(P129-134)【作者】赵知劲;汪百川;徐春云;沈雷【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TN911【相关文献】1.一种基于改进ROMP的MIMO-OFDM信道估计方法 [J], 廖勇;周昕;沈轩帆;洪观2.叠加正交训练序列MIMO-OFDM系统的一种自适应信道跟踪方法 [J], 晏乙茗;舒勤;李冬秀;黄宏光3.一种MIMO-OFDM系统信道估计简化方法 [J], 张朝龙;邱昕;陈杰4.一种新的MIMO-OFDM信道估计的低复杂度设计方法 [J], 徐永键;戴建强;齐立成;谭洪舟5.叠加正交训练序列MIMO-OFDM系统的一种自适应信道跟踪方法 [J], 晏乙茗[1];舒勤[1];李冬秀[2];黄宏光[1]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种基于rls自适应滤波跟踪的信道估计方法

一种基于rls自适应滤波跟踪的信道估计方法

2019年第10期信息通信2019 (总第202期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No202)一种基于RLS自适应滤波跟踪的信道估计方法杨慧霞打唐加山S卢美玲打章歆羡打卓干兵I(1.南京邮电大学通信与信息工程学院;2.南京邮电大学理学院，江苏南京210003)摘要:对于快时变信道⑴,基扩展模型(Basic Expansion Model,BEM)能彳艮好地捕捉信道的时变特性，并能有效模拟信道的传输情况，进而常用于信道建模。

本文提出了一种基于RLS自适应滤波跟踪的信道估计方法。

自适应滤波器本身有一个重要的算法，即递归最小二乘(Recursive least squares,RLS)算法。

文章利用RLS自适应滤波算法对BEM基系数g 进行跟踪，并将其自适应的调整大小，然后对信道响应进行估计。

为验证所提方法的性能，本文对所提算法与LS配合插值算法进行仿真对比。

仿真结果表明，所提方法相较LS算法有很好的估计精度。

关键词:基扩展模型;递归最小二乘;估计精度中图分类号:TN713文献标识码:A 文章编号：1673-1131(2019)10-0004-04Adaptive Channel estimation based on RLSYang Huixia,Tang Jiashan,Lu Meiling,Zhang Xinxian,Zhuo Ganbing (Naming University ofPosts and Telecommunications,College of T elecommunication and Information EnginneringjNanjing^10003,China) Abstract:for fast time-varying channels[1],the basic expansion model(Basic Expansion Model,BEM)can capture the time-varying characteristics of the channel and effectively simulate the transmission of the channel,so it is often used in channel modeling.In this papei;a channel estimation method based on RLS adaptive filtering tracking is proposed.Adaptive filter itself h as an important algorithm,that is,Recursive least Squares(Recursive least squares,RLS).In this paper,the RLS adaptive filtering algorithm is used to track the BEM base coefEicient g,and it is adaptive.The size should be adjusted,and then the channel response is estimated.In order to verify the performance of t he proposed method,the proposed algorithm is simulated and compared with the LS interpola­tion algorithm.The simulation results show that the proposed method has better estimation accuracy than the LS algorithm.Keywords:basic expansion model;Recursive least Squares;estimation accuracy0引言OFDM(正交频分复用)凭借其高速数据传输能力、高频谱利用率、抗多径干扰、灵活调制方式等优点，已成为高速无线通信系统的主要传输技术。

基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计

基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计

! h ( t)
l l

期望响应的初始化矢量 为 h l = [ h( l , M ), h( l, M - 1 ) , , h( l, 1 ) ] T 则自适应滤波器加权矢 量的初始化向量为 W l [ 0] = Q l [ 0] Zl Q l [ 0] = R ∃ 滤波器的递归 抽头权向量的更新 为 W l [ i] = W l [ i - 1 ] + g l [ i] ∃l [ i] * 其中 , ∃ l [ i] 为估计误差 , g l [ i] 为增益向量。
在本方法中所 用的块 导频 模式和 传统 的块 导频有 所不 同 , 先连续发 送 2 个先 导 序列 [ 5] , 如图 4 所示 ( 802 11a 和 H iperLAN /2 帧结构中在帧头部均采 用两个 长训练 序列 ), 图 黑色圆圈表示训练序列 , 白色表示发送 的数据。第三 个时刻 的信道值可由前两个时 刻的信道值利用加权因子叠加得到。 算法步骤归纳如下 :
收稿日期 : 2007 - 01- 05 修回日期 : 2007- 01- 26
训练信号的信道 估计 方法。常 用的导 频模 式有 梳状导 频和 块状导频 [ 1] , 分别适用于快衰信道和慢衰信道。采用 梳状导 频模式可以较好地跟踪信道的时 变特性 , 但需要通过 插值恢 复出数据位置信 道频 率响应。 估计性 能的 好坏 很大程 度上 依赖于插值的精确 性 ; 当信 道变化 较慢 时 , 可以 选择块 导频 模式 , 一个 OFDM 符号的所 有子 载波都 用作 传输导 频信 息 , 利用一个导频符号估计相邻几个 OFD M 符号间的信道响 应 , 即认为信道在一 帧数 据时间 内是 准静止 的。但 即使是 慢衰 落信道 , 不同时刻信道 仍在 变化 , 同时 信道 响应 又具有 时域 相关性 , 利用此相关性 , 已 提出了 很多 递推方 法 , 如 LM S[ 2] 、 RL S[ 3] [ 4] 以及 K a l m an 滤波 [ 5] 等 信道跟 踪算法。 本文提 出一

基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计

基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计
结果表明 ， 和已有的频域 Ｒ Ｓ递推算法相 比， Ｌ 既降低了运算复杂度 ， 又可将系统误码性能提高 ２— ｄ 。 ３ Ｂ
关键词 ： 正交频分复用 ； 信道估计 ； 适应滤波 自
中 图分 类 号 ：Ｎ １．２ Ｔ ９ １７ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ａ Ｃｈａ ｎｅ ｔｍ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ＦＤＭ ｓ ｄ ｏ ｎ ｌＥｓｉ ｔｏ ｔ ｏ ｆ ｒ Ｏ Ｂａ ｅ ｎ ＲＬＳ
ｈ ｈ ｔ ｅ ｃ ａ ｎ ｌｉ ｕ ｓ ｅ ｐ ｎ ｅ ｈ ｎ ｔ ｅ ｐ ａｌｌＦ Ｒ ｌ ｒ ｒ ｓ ｄ ｔ ｈ ｒ ｎ ａｅ ｈ ｎ ｅ ａｕ ． Ｔ ｅ ｆ ｔｒ ｒ ｎ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ，ｔ ｅ ａ ｌ ｅ Ｉ ｆ ｔｓ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｔ ｅ ｔ ｃ ｔ ｄ ｃ ａ ｎ ｌｖ ｅ ｌ ｈ ｒ ｉｅ ｕ ｌ ｈ ｌ ｓ ａｅ ｉ ｅ ｕ ｄ ｔｄ ｂ Ｌ ｇ ｒ ｈ ａ ａ ｔ ｆ ｒｐ ｄ ｉ ｐ ｎ ｅ ｉ ｏ ｔ ｉｅ ｙ ｔｅ Ｆ ｒ ｉ － ｐ ａｅ ｙ Ｒ Ｓ ａ ｏ ｔ ｍ ｔ ｓ ．ａｔ ａ ｄｎ ｅｏ ｈ ｈ ｎ ｅ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｏ ｓ ｂ ａｎ ｄ ｂ ｈ Ｆ ．Ｓ ｍｕ ｌ ｉ ｌ ｅ ｓ
Ａｄ ｐ ｉ ｅ Ｆｉｔ ｒｎｇ ｏ ｍ ｅ Ｄｏ ａ ｎ ａ ｔｖ ｌｅ ｉ ｎ Ｔｉ ｍ ｉ
Ｚ Ａ ｈ — ｉ ，Ｉ Ｏ Ｂｎ—ｂｎ Ｙ Ｎ Ｔｎ Ｈ Ｏ Ｚ ｉ ｊ ＬＡ ｉ ｎ ｉ ， Ｉ ｉｇ
（ ａ ｇｈｕＤａ ｚ Ｕ ｉ ｒｉ ， ａｇｈｕ Ｚ ｅｉ ｇ ３０ １ ， ｈｎ ） Ｈ ｎｚｏ ｉ ｉ ｎｖ ｓｙ Ｈ ｎｚｏ ， ｈｊ ｎ ， １０ ８ Ｃ ｉａ ｎ ｅ ｔ ａ
ｔａ ｙｉｄｐｎｅ ｔ ｎ ｅｔ ａｙｄ ｔｂ ｔ ｉｉｄ ， ａ ｌｌｔ ａｖ ｅ ｏ ｆ ｅｃａｎｌｍｐ ｓ ｒ ｐｎｅ ｉ ｌ ｅ ｄｎ ｄｉ ｎｉ ｌ ｉｒ ｕｅ ｃｌ ｎ ｅ ａ ｄ ｃ ｓ ｌ ｉ ｄ（．． ） ａｐｒ ｅ ｉｒｔｅｍ ｔ ｄｏ ｔ ｈ ｎｅ ｉ ｕ ｅ ｅ ｏ ｓ ｌ ａ ｅ ｉ ｈ ｈ ｌ ｓ ｂｓｄｏ Ｌ ｄｐ ｖ ｌ ｒｓｐｏｏｅ ．Ｆｒ ｃ ｇ ｉｄｗｗｔ ｅｌｎｔ ｏ ｃｃｉ ｐｅ ｘ（ Ｐ ｓ ｄ ｅ ａｅ ｎＲ Ｓａａｔｅｆｔ ｒｐｓｄ ｉｔ ｒ ｔ ｌ ｗｎｏ ｈｔ ｇ ｆ ｙｌ ｒｆ Ｃ ）ｉ ａｄ ｄｔ ｉ ｉｅｉ ｓ ａｅ ａ ｅ ｎ ｉ ｈ ｅ ｈ ｃ ｉ ｏ

基于RLS的MIMO OFDM自适应信道估计

基于RLS的MIMO OFDM自适应信道估计
陆捷;许利刚
【期刊名称】《信息通信》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】依据最小均方误差准则提出了基于多相正交序列循环移位和基于重复相位旋转Chu两种训练序列设计方法，并给出了相应的最小二乘（RLS）自适应信道估计算法。

首先用简单的LS算法对信道进行初步估计，然后采用RLS算法进行自适应滤波器提高信道估计的性能，最后，将滤波后得到的时域信道估计经过FFT 变换为频域信道响应，并对OFDM数据符号进行频域均衡。

与传统单一的信道估计技术相比，该方法具有较低的复杂度和较好的估计性能，仿真实验证明了该算法的有效性。

【总页数】3页(P34-36)
【作者】陆捷;许利刚
【作者单位】武汉船舶通信研究所，湖北武汉430074;武汉船舶通信研究所，湖北武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】TN915
【相关文献】
1.MIMO-OFDM系统中基于迭代MAP算法的RLS信道估计 [J], 肖洪;罗汉文;梁永明
2.基于RLS自适应滤波算法的MIMO-OFDM信道估计 [J], 高丙坤;倪杨
3.基于时域RLS自适应滤波的OFDM信道估计 [J], 赵知劲;廖彬彬;尹霆
4.MIMO-OFDM系统中改进的RLS信道估计方法 [J], 梁永明;罗汉文;陈国础;黄建国
5.基于自适应调制、信道估计和编码的MIMO-OFDM VLC系统 [J], 张娜;任青青;何建强
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基于自适应滤波算法的OFDM信道估计


１ 信 道 估 计
１１ 基 于 ＤＦ 的信 道估 计 方 法 ． Ｔ
变 的学 习速 率 ， 即在 不 同的 迭 代时 间 采 用 不 同 的学 习 速率 。
１ 基 于 时 变 自适 应 速 率 的 Ｌ ． ３ ＭＳ信道 估 计 算 法 由 １ ． 知 ． 用 固 定学 习速 率 的 Ｌ ２可 采 ＭＳ算 法存 在 着 稳 态 性 能 和 收
Ｗ ） ｎ １＋ ） ｚ ） ） ＝ 一） ｎ日 （ Ｅ ｎ ｎ （） ３ 的 Ｌ ＭＳ自适 应 滤 波 算 法 ． 基 于 梳 状 导 频 的 工 以 Ｊ 法 【］ 预处 理 ， ｓ算 ‘为 １ ２ 然 自适 应 步 长 ｎ ， ）也称 学 习 速 率 ， 此 算 法 中 是一 个 常 量 。 Ｌ 在 在 ＭＳ 后 以递 推 的 方式 推 导 出 可信 的信 道估 计 。 样 的方 式 最 大 的特 点 在 于 这 算 法 的计 算 结 构 当 中 ， 法 的 收敛 速 度 与 ｎ有 关 系 ， 种 ｎ为 常 量 算 ） 这 ） 不需 要 知 道 信道 的 统 计信 息 。虽 然计 算 复 杂 度 比起 传 统 Ｌ ｓ算 法 有 所 的 算法 称 为 基 本 Ｌ ＭＳ算 法 。 在 此 算 法 中 ， 用常 数 作 为 学 习 因 子 ， 在 存 增加 ， 是 可 以 引入 目前 比较 成 熟 的快 速 自适 应 算 法 来 解决 。 但 着 收敛 与 稳 态性 能 之 间 的 矛 盾 。 了兼 顾 稳态 和 收 敛 速 度可 以考 虑 时 为
更 新 ： ＝ ，， ｎ ｌ … ２
～ 一
（ ４ ）
（） ５
（） ６
图 １ 基 于 Ｄ Ｔ的 信 道估 计 原 理 图 Ｆ
日
一
ｎ： ） Ｗ — ）＾（ － ｎ Ｊ

基于RLS自适应滤波算法的MIMO-OFDM信道估计

基于RLS自适应滤波算法的MIMO-OFDM信道估计
高丙坤;倪杨
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2013(032)004
【摘要】对于传统递归最小二乘算法信道估计性能的抗噪声问题,提出一种基于自适应滤波的RLS估计算法.该算法通过在时域内加入自适应滤波器,对信道中的估计结果进行自适应滤波.经过仿真分析,将自适应滤波的RLS算法与传统的RLS算法在误码率(BER)的性能进行比较,得出基于自适应滤波的RLS算法是一种高精度抗噪声的信道估计算法.将系统的输入含有噪声的信号进行自适应滤波,得到输出信号波形,与输入信号波形进行对比,来验证自适应滤波对噪声抑制作用.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】高丙坤;倪杨
【作者单位】东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江大庆163318;东北石油大学电气信息工程学院,黑龙江大庆163318
【正文语种】中文
【中图分类】TN914
【相关文献】
1.基于自适应滤波算法的OFDM信道估计 [J], 王振;余立建;朱朝辉
2.基于RLS自适应滤波算法的电力有源滤波器直流端电压控制方法 [J], 吴言凤;吴正国;都强
3.MIMO-OFDM系统中基于迭代MAP算法的RLS信道估计 [J], 肖洪;罗汉文;梁永明
4.MIMO-OFDM系统中改进的RLS信道估计方法 [J], 梁永明;罗汉文;陈国础;黄建国
5.基于RLS自适应滤波算法的广义互相关时延估计方法研究 [J], 王宝仁; 曹明瑞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于前向平均和时域滤波的OFDM信道估计算法


摘要： 为减少系统中噪声对信道估计 的影响 ， 出了一种基于抑制噪声 的信道估计方法 。首先对几个连续 Ｏ Ｄ 信号相 同 提 ＦＭ
导频位置的信道频率响应前向平均后线性插值 ， 得到所有子载波的信道估计值 ； 然后在时域利用滑行相关系数估计 出的时
延进行时域滤波。该方法通过在频域和时域的两次减噪 ， 了信道估计的精确性 ， 提高 尤其是所提 出的前向平均法适用 于快 衰落信道 。仿真结果表明 ， 法可将 Ｏ Ｄ 系统的误码率性能提高 ４ ５ Ｂ 该方 ＦＭ编号 ：０ ６— ３８ ２０ ）９— １０— ４ １０ ９４ （ ０７ ０ ０ ２ ０
计
算
机
仿
真
２７ 月 ０ 年９ ０
基 于前 向平均和 时域 滤 波 的 ＯＦ Ｍ 信 道 估计 算法 Ｄ
赵知 劲 ， 尹霆
（ 杭州 电子科技大学通信工程学院， 浙江 杭州 ３ ０ １ ） １０ ８
１ 引言
正交频分复用 （ Ｆ Ｍ） Ｏ Ｄ 是一种 无线 环境下 的高速 传输
技术 ， 最早提出于 ２ 纪 ６ ０世 ０年代 。随着 Ｄ Ｐ技术的 飞速发 Ｓ
［］ ６ 的基础上 提 出一种新 的减少 噪声 的信道估计 方 法。首
先。 在频域提出前向平均 法， 每个 Ｏ Ｄ 符号 当前 时刻 的 对 ＦＭ 信道值用前几个 连续 Ｏ Ｄ 符号相 同导频位置 信道频率 响 ＦＭ 应的平均值代替 ， 到新 的导频 位置 的信 道频率 响应 ， 得 以适
ｓ ｐ ｒ ｓｉｎ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｎ ｌ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｓ ｏ ｓ ｓ ａ ｅ ａ ｅ ｔｔ ｅ ｓ ｍｅ ｐ ｌｔｐ ｓｔ ｎ ｎ ｓ ｖ ｒｌ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｒ ｓ ｎｅ ．Ｆ ｒｌ ｓ ｓ ｙ，ｔ ｈ ｎ ｅ ｑ ｅ ｃ ｐ ｎ ｅ ｉ ｖ ｒｇ ｄ ａ ａ ｉ ｉ ｏ ｓ ｉ ｅ ｅ ａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ Ｏ ＤＭ ｙ ｏ ｓ ｔｅ ｌ ｔｅ ｃ ａ ｎ ｌ ｃ ｅ ｃｅ ｔ ａ ｅ ｏ ｔ ｎ ｄ ｂ ｉｅ ｒ ｉｔｒ ｏ ａ ｏ ． Ｓ ｃ ｎ ｌ ， ｍａ ｉ ｍ ｅ ａ Ｆ ｓ ｍｂ ｌ ， ｎ ａｌ ｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ｆ ｉｎｓ ｒ ｂ ａ ｅ ｙ ｌ ａ ｎｅ ｐ ｌｔ ｎ ｈ ｉ ｉ ｎ ｉ ｅｏ ｄｙ ｘ ｍｕ ｄ ｌｙ ｓ ｒａ ｓｅ ｔ ｔ ｄ ｆ ｍ ｅ ｓｉｉ ｇ ｃ ｒ ｌｔ ｎ ｃ ｅ ｃｅ ｔ ｏ ｍｅ ｄ ｍａｎ ｆ ｔ ｒ ｇ ｐ ｄ ｉ ｓ ｍａｅ ｏ ｔ ｌ ｎ ｏｒ ａ ｏ ｏ ｆ ｉｎ ｓｆ ｒ ｉ ｏ ｉ ｌ ｉ ．Ａ ｔｒｔｅ ｔ ｏ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓｏ ｏｓ ｅ ｉ ｒ ｈ ｄ ｅ ｉ ｉ ｔ ｉ ｅｎ ｆ ｗ ｒ ｃ ｓｅ ｆｎ ｉ ｅ ｈ ｅ ｅ ｕ ｔ ，ｔ ｓ ｍａｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ｒｄ ｃｉ ｎ ｈ ｅ ｅ ｔ ｔ ｃ ｕ ａ ｙ ｉ ｉ ｒ ｖ ｄ ，ｅ ｐ ｃａｌ ｅ ｆｒ ａ ｄ ａ ｅ ａ ｉ ｇ ｍｅ ｏ ｓｓ ｉ ｂ ｅ ｔ ｅｆｓ —ｆ ｄｎ ｏ ｉ ｓ ｓ ｅ ｉｌ ｔ ｗ ｒ ｖ ｒｇ ｎ ｔ ｄ ｉ ｕｔ ｌ ｔ ａ ｔ ａ ｉｇ ｙｈ ｏ ｈ ａ ｏｈ ｃ ａ ｎ ｌ ｎ ｉ ｎ ｎ ．Ｓ ｍｕ ａｉｎ ｒ ｓ ｔ ｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ａ ｅ ｐ ｐ ｓ ｄ ａ ｐ ｏ ｃ ｍｐ ｖ ｓｔ ｅ Ｂ Ｒ ｅ ｆｒ ｎ ｃ ｙ４ ｈ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｉ ｌ ｔ ｕ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｔ ｒ ｏ ｅ ｐ ｒ ａ ｈ ｉ ｒ ｅ Ｅ ｐ ｒ ｍａ ｅ ｂ ｎ ｅ ｏ ｏ ｅ ｌ ａ ｈ ｔ ｈ ｏ ｏ ｈ ｏ
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上 (梳状导频 ), 经过傅里叶反变换 (IFFT), 将长 为 N的数据
序列 {X(k)}变 换为时域 信号 {x(n)}。 然 后插入 长度为 Ng
的保护间隔或者循环 前缀 CP大于信道的延迟扩展以避免符 号间干扰 。 结果可以表示为 [ 6] :
xt(n) =
x(N +n)n=-Ng, … , x(n)n= 0, … , N -1
图 2 基于 RLS自适应滤波器信道估计的原理框图
图 1 基带 OFDM 系统
首先将二进制 信息 经过 相移键 控 (PSK)或正 交幅 度调
制 (QAM), 然后串并变换 , 每一分组数据 长度为 N, 即 OFDM
信号的子载波数 , 以固定 周期在 所有子 载波 上插入 导频 (块
状导频 )或均匀插入 导频到 每个 OFDM符 号的 某些子 载波
AChannelEstimationMethodforOFDM BasedonRLS AdaptiveFilteringonTimeDomain
ZHAOZhi-jin, LIAOBin-bin, YINTing
(HangzhouDianziUniversity, Hangzhou, Zhejiang, 310018, China)
Ul, j
=[
h⌒ l, j,
图 3 RLS算法的递推过程
3 RLS自适应滤波信道跟踪算法
所提出的 RLS自适应 滤波信道 跟踪方 法原 理方框 图如
图 2所示 。 图中下标 i表示第 i个 OFDM符号 。
由于信道采用广 义平稳不相关散射信道 (WSSUS)模型 ,
其时域冲激响应可以 表示为 :
∑ h(t, τ) = hl(t)δ(τ-τl) l
其中 τl为第 l条路径的 时延 , hl(t)为第 l条 路径的 幅度 , 是 宽平稳 (WSS)窄带复高斯随 机过程 , 且 不同 的路径 hl(t)是 独立同分布 (i.i.d)的 。 因此 , 可对 不同 时刻 的信 道冲 激响
应并行递推 , 如图 3所示 。
2 OFDM系统的基带模型
OFDM基带系统的基本模型如图 1所示 。
[ Ht ersti[ 0, i] , Ht er sti[ 1, i] , … , Ht er sti[ N-1, i] ] T表示第 i个 OFDM
符号的信道 LS估计向量 。
②在信道慢衰落情况下 , 由于相邻时 刻的信道 值相关性

较大 , 因此第三个发送符号时刻的信道频 响值可以 根据前两
个训练序列所估计的 信道值计算得到 :
算法步骤归纳如下 :
— 137 —
图 4 发送的块导频和数据符号结构
1)预备阶段 :
①根据训练序列 得到信道的 LS估计 [ 6] :
Ht er sti[
k, i]
=YXttr r[[
k, i] k, i]
=H[
k, i]
+n′[ k, i]
k= 0, 1, … , N -1 i=1, 2
(5)
i表示第 i个 OFDM符号 , k表示第 k个子载波 。 用 Ht er sti[ i] =
取其前 Ng点 , 得 h[ i] 。 2)迭代阶段 :
①滤波器的初始 化
(7)
假设滤波器的阶 数为 M(通常取 M =3), 从第一 个训练 序列开始 , M个传输符号位置的信道值为 :
h[ l, 1] , h[ l, 2] , … , h[ l, M] , l= 0, 1, … , Ng -1 构 造 滤 波 器 的 输 入 向 量 Ul, j, 时 刻 j的 抽 头 输 入 向 量为 [ 3]
-1
(1)
发送信号通 过带有 加性 白高斯 噪声 (AWGN)的频 率选
择性信道进行传输 , 接收信号 yt(n)可以表示为 ,
yt(n) =xt(n) h(n)+ω(n)
(2)
式中 , h(n)为 信道 的 时 域 脉 冲 响 应 , ω(n)为 加 性 高 斯 白
噪声 。
去除保护 间 隔 , 经 过 FFT变 换 , 接 收 信 号 的频 域 表 达
式为 :
Y(k) =X(k)H(k)+W(k)
(3)
式中 , X(k)、H(k)和 W(k)为对应的傅立叶变 换 , k=0, 1, … ,
N-1。
图 2中的导频初始信道估计 模块是根据 发送的块导 频 , 用 LS算法估 计出 所有 子信 道的 频率 响 应 Hest[ i] 。 对 其作 IFFT, 得到信道脉 冲响应 h[ i] 。 为了 降低噪 声分量 , 根 据时 域滤波原理 [ 7] , 对其截取前 Ng点 。 RLS自适 应滤波 器由 Ng 个并行的 M阶 FIR滤波 器构成 , 根 据连 续 M个 时刻发 送的 导频得到这 Ng个自 适应 滤波 器 的输 入用 h[ l, i] (i=0, 1, … , M-1)表示 , 得到 M阶 滤波器 权向量 的初 始化值 。 在根 据估计出的前 T个时刻信道时域脉冲响应 , 加权叠加 得到下 一时刻 (即 i+1时刻 )的时 域脉冲响应值 作为自适应 滤波器 的期望值 hexp[ l, i+1] , 以此 输入对 应的第 l个并行 , 对 滤波 器的劝止更新采用 RLS算法 , 递推得出新的信道时域 脉冲响 应 h[ l, i+1] , 由此 Ng点的 h[ l, i+1] 构 成矢量 h[ i+1] , 补 零至 N(子载波数 )点 , 作 FFT, 得 到迭代后的 信道频率响 应 。 和目前已有 的频 域 递推 的 RLS算法 相 比 , 该 方法 由 于 对 h [ i] 进行 加窗截取 , 减少了并行滤波 器个数 , 相应减少 了运算 复杂度 。
OFDM系统信道 估计 的准 确性 直接 影响 接收 端信 号的 相干检测和解调解码 的精确性 , 所以 成为关键技 术之一 。 由
收稿日期 :2007 -01 -05 修回日期 :2007 -01 -26
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于无线信道的时变特点 , 大多数 OFDM系统都采用基 于导频 训练信号的信道 估计 方法 。 常 用的导 频模 式有 梳状导 频和 块状导频 [ 1] , 分别适用于快衰信道和慢衰信道 。 采用 梳状导 频模式可以较好地跟踪信道的时 变特性 , 但需要通过 插值恢 复出数据位置信 道频 率响应 。 估计性 能的 好坏 很大程 度上 依赖于插值的精确 性 ;当信 道变化 较慢 时 , 可以 选择块 导频 模式 , 一个 OFDM符号的所 有子 载波都 用作 传输导 频信 息 , 利用一个导频符号估计相邻几个 OFDM符号间的信道响 应 , 即认为信道在一 帧数 据时间 内是 准静止 的 。 但 即使是 慢衰 落信道 , 不同时刻信道 仍在 变化 , 同时 信道 响应 又具有 时域 相关性 , 利用此相关性 , 已 提出了 很多 递推方 法 , 如 LMS[ 2] 、 RLS[ 3] [ 4] 以及 Kalman滤波 [ 5] 等 信道跟 踪算法 。 本文提 出一
1 引言
正交频分 复用 (OFDM)是 一种 无线 环境 下的 高速 传输 技术 , 最早提出于 20世纪 60年代 。 随着 DSP技术 的飞速发 展 , OFDM技术因其抗码间干扰 、频谱利 用率高等 优点 , 已经 广泛地 被无 线 局域 网标 准 (如 IEEE802.11a、HIPERLAN/2、 MMAC等 )采用 , 也可能成为下 一代蜂 窝移 动网 络的无 线接 入技术 , 因此倍受关注 。
第 25 卷 第 2期 文章编号 :1006 -9348(2008)02 -0136 -05
计 算 机 仿 真
2008年 2月
基于时域 RLS自适应滤波的 OFDM信道估计
赵知劲 , 廖彬彬 , 尹 霆
(杭州电子科技大学通信工程学院 , 浙江 杭州 310018)
摘要 :通过信道估计 , 可实现信号的相干解调 , 提高系统 性能 。 在 OFDM系 统中 , 为适 应慢衰落 信道一定 的时变性 , 利用多 径信道时域脉冲响应每一径的幅度是独立同分布的 , 提出利用 RLS自适应滤波器 , 对信道时域 脉冲响应并行递 推的信道估 计算法 。 首先对每个时刻的信道时域脉冲响应进行加窗截取 , 窗长为循环前缀 长度 ;再对截取 后的信道时域脉 冲响应利用 FIR自适应滤波器并行递推 , 滤波器权值更新利用 RLS算法 ;最后补零作 FFT, 得到所有子载波位置的信道频 率响应 。 仿真 结果表明 , 和已有的频域 RLS递推算法相比 , 既降低了运算复杂度 , 又可将系统误码性能提高 2 ～ 3dB。 关键词 :正交频分复用 ;信道估计 ;自适应滤波 中图分类号 :TN911.72 文献标识码 :A
(4)
在本方法中所 用的块 导频 模式和 传统 的块 导频有 所不 同 , 先连续发 送 2 个先 导 序列 [ 5] , 如图 4 所示 (802.11a和 HiperLAN/2帧结构中在帧头部均采 用两个 长训练 序列 ), 图 黑色圆圈表示训练序列 , 白色表示发送 的数据 。 第三 个时刻 的信道值可由前两个时 刻的信道值利用加权因子叠加得到 。
种 RLS自适应滤波信道 跟踪算 法 , 根 据前面 时刻的 信道 值 , 迭代出当前时刻的 更优预 测值 。 和 传统的 RLS信道跟 踪算 法不同的是 , 本方 法对 信道 时域 冲激 响应 (CIR)进 行递 推 , 再得到频率响应 , 和 LMS滤波器相 比 , 不需知 道信道 和噪声 的二阶统计信息 。
ABSTRACT:Thesignalcanbeco-herentdemodulatedafterchannelestimation, andtheperformanceofthesystemcanbeimproved.Inordertotrackthechangingofslow-fadingchannel, anewchannelestimationmethodusing RLSadaptivefilterispresented.Consideringthattheamplitudesofthemultipathchannelimpulseresponsearestatisticallyindependentandidenticallydistributed(i.i.d), aparalleliterativemethodofthechannelimpulseresponse basedonRLSadaptivefilterisproposed.Firstarectanglewindowwiththelengthofcyclicprefix(CP)isaddedto thechannelimpulseresponse, thentheparallelFIRfiltersareusedtothetruncatedchannelvalue.Thefiltersare updatedbyRLSalgorithmatlast, afterpaddingzerosthechannelfrequencyresponseisobtainedbytheFFT.SimulationresultsshowthatcomparingwiththeconventionalRLSiterativealgorithminfrequencydomain, thismethodcan notonlyreducethecomputationcomplexity, butalsoimprovetheBERperformancebyapproximately2 ～ 3dBafterequalization. KEYWORDS:OFDM;Channelestimation;Adaptivefilter