基于基扩展的快时变信道估计研究文献综述

 2021-09-28 08:09

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随着信息化进程的加快,人们对数据信息的交换需求促进了宽带业务迅猛发展,数据的高速传输更是未来无线通信的趋势。

高速铁路和高速公路的开通和应用,使未来移动通信系统面临高速移动环境,而在高速移动环境下,无线通信信道会发生快速变化,若不能适应这种变化,通信系统性能将会受到严重影响,极大降低信息传输的速度和质量。

通信的基本模型如图1.所示图1. 通信基本模型通信过程可用数学模型表示为:从上式可以看出,在已知接收端信号的情况下,要得知发送端的信号,还需要知道信道变量和噪声的统计特征。

可视为加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise),因此问题的关键就是对H规律的探索。

由于无线信道传播途径的随机性和复杂性,信号在接收端是不同时延下的多条路径的重叠,信道的最大时延若比符号的持续时间长,则会引起符号间干扰(ISI, Inter-symbol Interference),尤其是在数据传输速率较高或通信距离较长的环境中。

使用正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division multiplexing)进行多载波调制能够解决宽带无线通信中的ISI问题,OFDM技术实质是将频带进行划分,将高速的数据流用一系列正交的子载波调制,这种串行的数据变成并行传输可降低每个符号的速率,扩大符号的周期,从而达到减少或消除ISI的目的。

OFDM系统调制后的信号经过无线信道传输之后,由于信道的作用(散射、反射、绕射等多径衰落效应和收发端相对移动造成的多普勒效应)使得在接收端收到的信号是经过多条路径传播后的信号叠加而成,会产生幅度和相位畸变,接收的信号与发送端发送的信号不同。

因此,在接收端为了能够准确地恢复发送端发送的信号,需要消除信道对发送信号的影响,这样就需要知道信道状态信息,而信道估计就是在接收端利用已知的收发数据将信道信息估计出来,然后利用估计出的信道信息进行数据检测。

信道估计技术方案有三大类:第一类,基于导频辅助的信道估计,这种信道估计方法一般适用于连续传输的系统,发送端的发送信息除了数据符号外,额外插入了一定的导频符号,接收端已知导频符号及其位置,通过提取导频位置的接收符号估计出对应位置的信道信息,再通过插值的方法得到整个信道信息。

第二类是盲信道估计,发送端不包含导频,接收端仅利用接收信号以及发送信号的固有特性估计信道,其估计性能通常有限,但数据的传输效率较高。

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