MIMO—OFDM技术中信道估计算法的研究

方伟伟

摘 要 现如今，信道估计算法开始被许多行业所重视。当信道算法发生估计及导频方案的实施时，信道近似不变的设计方案会获得进一步的改善。而为了进一步得到更好的信道估计算法或者方案，MIMO-OFDM技术就开始被引用进来，本文也由此进行初步探究。

关键词 MIMO-OFDM 信道估计 算法

0引言

正交频分复用（OFDM）系统与多输入多输出（MIMO）技术相结合的可见光通信系统及其基于信噪比的自适应信道估计算法是现今比较常见的。然而，（MIMO）技术被应用起来会比较吃力，因为多方面工作是很难实现的一个信道估计方法。而正交频分复用（OFDM）系统也显得较为复杂，仿真时如何透过这两个结构进行仿真控制，是非常关键的一种举措及方案。

1差分编码信道估计

差分波形是一种将电平跳变与否反映在相邻信道估计码元的相对变化的波形，也就是说当电平跳变的时候表示为1，而不跳变的时候表示为0。它与码元本身的极性没有任何的关系，而是仅仅与相邻码元的极性变化有关，因此也称之为相对码波形，用差分波形传输信码可解决多输入多输出相位不清晰的问题。

在2psk的调制以及相干解调的过程之中，多输入多输出信道估计会有2种相位，分别是0相、%i相，而解调结果和原本的信道估计或是反相、或是同相，正因为不能被直接确定，就会导致所调制得到的信道估计和发送的信道估计可能刚好就是相反的，这种情况称之为相位模糊，而这种相位模糊时无法克制的，所以要先对信道估计进行差分调制，然后信道估计接受时进行差分解调，从而克服相位模糊这一难题。这就是要针对差分编码器进行设计的缘由。

如果双比特码相应多输入多输出相位为0，01为pi/2，10为pi，11为3pi/2，可以得到：

那么方程在进行简化以后，就是：

其中{U5A}和{U9A}是用来进行自然码和格雷码的相互转换的，在式中【cn】与【en-1】异或是由{U6A}进行处理的，{U7A}把由{U6A}处理产生的信道估计和{U10A}所获得的信道估计通过逻辑异或以获得【en】，{U9A}进行【dn】和【fn-1】逻辑运算，那么在此基础上，就能进行【dn】和【f n-1】异或运算，从而可知道，【fn】信道估计来自于{U8A}。

此信道估计主要是由5个74LS86N（2输入四异或门）、1个74LS08N（2输入四与门）和2个74LS74N（D触发器）。{U5A}代表着对格雷码进行转换，以获得自然码的逻辑信道估计，而{U9A}是转换自然码，来得到格雷码的信道估计，两个信道估计都较易实现，只各需一个异或门即可满足要求，其余的原件则是组成自然码的差分编码信道估计。其中运用D触发器的原因是其延时特征，能够确保信道估计延时相应的码元周期，在此基础上即可得到【en-1】、【fn-1】。D触发器的[-1Q]端仍然采用置空，并不影响仿真结果。

2 MIMO-OFDM信道估计

MIMO-OFDM信道估计正频多输入多输出中，其离散相位状态主要有4类，而信道估计可以通过以下式子进行表示：

Si（t）=Acos（%rct+%ai） i=1，2，3，4 0≤t≤Ts （5-1）

Ts为四进制符号间隔，%ai为正频多输入多输出的相位，有四种可能的状态。第一种%ai为0、90啊？80啊？70埃俏绞？ 。第二种为45啊？35啊？25啊？15埃俏绞？。在这个信道估计的设计中我将分别分析两种方式并且研究调制原理。

3结语

在MIMO-OFDM信道估计里，其理想状态信道估计波形为恒包络，不过实际应用里，由于带宽限制，所以要对信道估计也要约束其带宽。而应用最广的方式即通过滤波器来约束信道估计带宽，在此以后，即可做正交调制，不过所获得的带宽限制MIMO-OFDM就不为恒定包络。根据第一个方式来看，多输入多输出相位可能发生瞬时的相位变化，这使得该调制方式所产生的信道估计波形的包络出现为零的现象，表明包络起伏明显，可以让包络变化变缓，同时对于非相干解调有积极影响。信道估计是通过仿真，由正频信道估计源模拟所得，要完善该问题，可以通过设计加入振荡信道估计从而产生多输入多输出，不过，要注意多输入多输出相位、码元之间必须同步，同时还应该设计移相信道估计，这样由振荡信道估计中产生的正频信道估计能够生成满足上、下行路需求的正交信道估計。

参考文献

[1] 唐恬，张治，张平.一种基于频域加窗的OFDM信道估计算法[J].电子与信息学报，2007（12）.

[2] 仲伟志，苏生，刘鑫，井庆丰.基于循环前缀的MIMO-OFDM改进信道估计算法[J].系统工程与电子技术，2017（01）.

[3] 周明宇，李立华，张平，王海峰，王锐，姜军，陶小峰.利用时域相关的MIMO-OFDM信道估计算法[J].系统仿真学报，2008（23）.