LTE中MIMO—OFDM系统信道估计算法的研究与仿真

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LTE中MIMO—OFDM系统信道估计算法的研究与仿真

作者：龙章勇

来源：《电脑知识与技术》2015年第24期

摘要：针对现代移动通信（LTE、LTE-A、4G）的核心MIMO-OFDM系统的信道特点，通过两种信道估计算法最小平方误差（LS）和最小均方误差信道估计算法（MMSE）性能比较，建立MIMO-OFDM系统合适的信道参数估计模型。通过MATLAB软件对MMSE与LS算法性能仿真，得到MMSE算法性能优于LS算法，提高了MIMO-OFDM系统性能。 关键词： MIMO-OFDM；信道估计；LS；MMSE

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）24-0158-02 1 引言

OFDM全名正交频分复用（Orthogonal Frequency Diviaion Multiplexing），并不是新的技术，早在20世纪50-60年代其概念就被提出，具有良好的抗频率选择性衰落和频带利用率开始被逐渐应用，称为热门研究技术[1]。虽然OFDM具有良好的抗多径衰落，同时使用加循环前缀，抗码间串扰[5]。由于无线信道的复杂多样性，解决多径衰落单一靠OFDM技术是远远不够的，只有当OFDM与MIMO结合技术，可以更加充分的发挥OFDM技术[2]。MIMO主要在不增加系统带宽的情况下提高系统的传输速率。而MIMO-OFDM关键技术之一就是信道参数估计，其中比较经典的两种方法主要是LS与MMSE方法，两种方法各有各自的优势与劣势来讨信道估计的问题[3[4]]。 2 MIMO-OFDM系统模型

由于OFDM技术能够较好的抑制噪声与抗衰落，同时提高了MIMO-OFDM系统的信道容量， MIMO-OFDM技术在现代移动通信中扮演重要的角色，其简化结构如图1所示： 在MIMO—OFDM系统中，[Nt]代表MIMO-OFDM系统的发射天线的数量，[Nr]代表接收天线的数量。OFDM的子载波个数为N个，在经过空时编码器后，在时间为t时信号表示为： [x（t）=[xT1（t）xT2（t）…xTNr（t）]T] （1）

对x（t）进行OFDM调制过程中还需要通过IFFT对信号变换来加循环前缀（CP）来实现抑制码间串扰，最后将调制后的信号通过MIMO天线将信号发送。在系统的接收端，首先对接收信号去掉循环前缀再将信号解调，得到的接收信号数学表达式为：