计算机工程与设计ComputerEngineering王继曾，罗娜，杨宏梅：基于自适应噪声抵消的MIMO-OFDM信道估计andDesign

2009,30(17)3971

基于自适应噪声抵消的MIMO-OFDM信道估计

王继曾，罗

摘

娜，杨宏梅

(兰州理工大学计算机与通信学院，甘肃兰州730050)

要：对多输入多输出正交频分复用系统的信道估计进行了研究，利用自适应噪声抵消的思想，提出了一种基于自适应噪声抵消和奇异值分解的信道估计方法。该方法首先利用自适应噪声抵消对最小二乘(LS)估计进行去噪处理，然后将其结果用于奇异值分解(SVD)的MMSE低阶近似方法中。仿真结果表明，利用此方法有效地抑制了噪声的影响，其系统性能优于利用最小二乘方法所获得的系统性能。

关键词：正交频分复用;多输入多输出;自适应噪声抵消;奇异值分解;最小均方误差方法中图法分类号：TN911.72

文献标识码：A

文章编号：1000-7024(2009)17-3971-03

MIMO-OFDMchannelestimationmethodbasedonadaptivenoisecanceller

WANGJi-zeng,

LUONa,

YANGHong-mei

(CollegeofComputerandCommunication,LanzhouUniversityofScienceandTechnology,Lanzhou730050,China)

Abstract：Thechannelestimationformultiple-inputmultiple-outputorthogonalfrequencydivisionmultiplexing(MIMO-OFDM)

systemsisstudied.Achannelestimationmethodbasedonadaptivenoisecancellerandsingularvaluedecomposition(SVD)ispresented.Firstly,adaptivenoisecancellerisusedintheoutcomeofleast-squares(LS)estimation,andthentheresultisappliedtotheSVD-basedMMSElowrankapproximation.Furthermore,thesimulationresultsshowthatthenewmethodcancontroleffectivelytheeffectofthenoiseandthesystemperformancewiththeproposedalgorithmoutperformsthatwithLSalgorithm.

Keywords：orthogonalfrequencydivisionmultiplexing;multiple-inputmultiple-output;adaptivenoisecanceller;singularvaluede-composition;minimummeansquareerroralgorithm

0引言

因此，针对LS方法性能较差及MMSE方法复杂度较高的问题，提出一种基于自适应噪声抵消和奇异值分解的信道估计方法。首先利用自适应噪声抵消对LS估计结果进行去噪，然后用奇异值分解(singularvaluedecomposition)对传统的MMSE方法进行低阶近似，从而避免了大规模的矩阵转置运算，提高了系统的估计精度，改善了估计的性能。

正交频分复用[1](orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，OFDM)是一种能有效抵抗频率选择性衰落的高速传输技术。多输入多输出[2](multiple-inputmultiple-output，MIMO)系统不但可以成倍地提高衰落信道下的系统容量，而且如果进一步将其与信道编码技术相结合，可以大大提高通信系统的性能。因此将OFDM与MIMO系统相结合[3]，可以通过发送端与接收端的分集来极大地提高传输速率和传输性能。

在MIMO-OFDM系统的相干检测中，信道估计极大地影响着整个通信系统的性能。其估计的准确性直接影响到后继信号的检测和均衡。当前，估计方法总的来说可分为盲估计和导频辅助两大类。盲估计[4]算法收敛速度很慢、复杂度较高。基于导频的估计方法有最大似然估计(maximumlikelihoodestimation，MLE)、最小均方误差(minimummeansquareerror，

[5]

1MIMO-OFDM系统及信道模型

1.1

MIMO-OFDM系统模型

考虑有Nt个发射天线和Nr个接受天线的MIMO-OFDM系统，如图1所示。

在此系统中，N为子载波数。数据流｛b[n,k]:k=0,1…｝编码后产生Nt个不同的符号块，然后经｛ti[n,k]:k=0,1…,i=1,2…｝过K点IFFT调制，再由不同的天线发射出去。在接收端，假定系统加了适当的保护间隔且保持严格同步，则接收天线j上经解调后的信号可用下式表示

，

=1,2,…

天线

个子载波上的发

MMSE)[6]、最小二乘(leastsquares)[7]等方法。MLE方法复杂度较高，LS方法虽然实现较为简单，但其效果太差，尤其是在低信噪比性能更是如此，MMSE方法虽然其估计精度较高，但它需要信道以及方差的先验信息，复杂度较高。

收稿日期：2008-09-12；修订日期：2008-11-15。

作者简介：王继曾(1950－)，男，甘肃兰州人，教授级高级工程师，研究方向为信息系统、计算机控制等；罗娜(1981－)，女，河北保定人，硕士研究生，研究方向为信号处理、移动通信；杨宏梅(1979－)，女，甘肃兰州人，硕士研究生，研究方向为人脸检测和识别。E-mail：luona0104@mail2.lut.cn