2010年第10期，第43卷 通 信 技 术 Vol.43，No.10,2010 总第226期 Communications Technology No.226,Totally

OFDM系统导频信道估计算法的性能研究

曾玖贞， 黄洪全

（广西大学 电气工程学院，广西 南宁 530004）

【摘 要】研究基于块状导频的最小平方（LS）信道估计、线性最小均方误差（LMMSE）和低秩LMMSE信道估计算法，并进行了算法仿真，得出不同信道估计算法下正交频分复用（OFDM）系统误比特率（BER）和信噪比（SNR）之间的变化关系，以及在不同导频符号间隔下的误比特率曲线图。仿真结果表明：LMMSE、低秩LMMSE和LS算法的性能依次变差，且导频符号间隔对误比特率性能影响较大。

【关键词】正交频分复用；信道估计；线性最小均方误差；最小二乘；低秩线性最小均方误差

【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】1002-0802(2010)10-0054-03

Study of Pilot-based Channel Estimation in OFDM System

ZENG Jiu-zhen, HUANG Hong-quan

(Electrical Engineering College, Guangxi University, Nanning Guangxi 530004, China)

【Abstract】This paper describes the study of LS, LMMSE and Low-rank LMMSE channel estimation algorithm based on block pilot, including the algorithm simulation with MATLAB. Thus the change relationship between bit error rate and signal to noise ratio for different channel estimation algorithms and the bit error rate curve under the different space of pilot symbol are obtained. Simulation results show that the performance of LMMSE, Low-rank LMMSE and LS is in sequential degradation, and the impact of pilot symbol space on bit error rate performance is fairly strong.

【Key words】OFDM; channel estimation; LMMSE; LS; Low-rank LMMSE

0 引言

OFDM技术通过把高速率串行数据流分解为低速率并行子数据流，在一组相互正交的子载波上传输，从而将频率选择性衰落信道转换为一系列平坦性衰落信道；且因其频谱利用率高、能有效抑制无线信道时间弥散性带来的符号间干扰（ISI）和低成本等优点而受到人们的广泛关注。在非对称数字用户环路（ADSL）、欧洲电信标准协会（ETSI）标准的数字音频广播（DAB）、数字视频广播（DVB）、高清晰度电视（HDTV）和无线局域网（WLAN）等系统中，OFDM技术均得到了广泛应用。

虽然OFDM系统各个子信道可视为一系列平坦性衰落信道，但对于一个采用相干接收的OFDM系统，信道估计器的性能成为决定整个系统性能好坏的主要因素之一。在众多信道估计算法中，基于导频信号的信道估计因其能够有效地减轻和补偿无线信道多径衰落的影响而成为最常用的方法。这里对基于导频的OFDM信道估计算法进行了详细阐述，分析了典型的LS、LMMSE和改进的低秩LMMSE三种信道估

收稿日期：2010-03-30。 作者简介：曾玖贞（1984-），女，硕士研究生，主要研究方向为移动通54

信，DSP应用；黄洪全（1962-），男，硕士，硕士研究生导师，主要研究方向为检测技术与自控设备，单片机、DSP应用。

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计方法，并进行了仿真，得出误比特率随信噪比变化的曲线，从而得知上述三种算法的性能差异。

1 OFDM基带系统模型

OFDM基带系统框图如图1所示。在发送端信源经过信源编码和信道编码形成有纠错能力的二进制序列，再经过交织器扰码可以避免长串突发性错误；经过数字映射（如十六进制正交幅度调制（16QAM）、四相相移键控（QPSK））将二进制序列映射为星座图中的某点，也就是复数数据；插入导频用于信道估计和同步算法；串并变换成N路并行比特流；N路数据进行快速傅里叶逆变换（IFFT）后进行并串变化，再插入循环前缀就形成一完整OFDM符号。接收端的处理则是发送端的逆过程。

OFDM符号可以表示为[4]：

N 1i=0

s(t)=∑direct(t ts t2)exp(j2πfi(t ts)),ts≤t≤ts+T，式中N为子载波个数；T为OFDM符号持续时间（周期）；di为分配给每个信道的数据符号；fi为第i个子载波的载波频