單載波MIMO 系統(tǒng)的一種抑制噪聲的MMSE信道估計(jì)方案

單載波MIMO 系統(tǒng)的頻域均衡是對(duì)抗信道頻率選擇性衰落的有效方法，它的良好性能依
賴于接收端準(zhǔn)確的信道估計(jì)(Channel Estimation,CE)。常見(jiàn)的迫零信道估計(jì)(ZF-CE)在導(dǎo)頻頻域非恒包絡(luò)的情況下，會(huì)使信道估計(jì)誤差增大而造成誤碼性能降低。本文通過(guò)設(shè)計(jì)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，提出一種實(shí)用的最小均方誤差信道估計(jì)(MMSE-CE)算法和抑制噪聲的內(nèi)插方法，構(gòu)成單載波MIMO系統(tǒng)頻域均衡的一種信道估計(jì)方案。理論分析和仿真結(jié)果表明，該方案能較好的減小導(dǎo)頻頻域能量不恒定造成的性能損失，誤碼性能比ZF-CE 顯著提高。
關(guān)鍵字：多輸入多輸出；單載波頻域均衡；最小均方誤差；迫零；信道估計(jì)
單載波頻域均衡(SC-FDE)[1]是對(duì)抗頻率選擇性信道的有效方法，并在IEEE802.16[2]中被建議采用。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是3G 和B3G 等新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)。將單載波頻域均衡與MIMO 系統(tǒng)相結(jié)合[3]，增加了頻譜利用率的同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)抗多徑干擾能力，降低了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
MIMO 頻域均衡的良好性能依賴于接收端準(zhǔn)確的信道估計(jì)。常見(jiàn)的信道估計(jì)是通過(guò)在信息序列中周期性的插入訓(xùn)練序列（或稱為導(dǎo)頻）來(lái)實(shí)現(xiàn)的[3]。目前的研究工作主要集中在迫零的信道估計(jì)(ZF-CE)[1,4]，因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、在導(dǎo)頻頻域恒包絡(luò)的情況下性能良好。然而為了使導(dǎo)頻時(shí)域恒包絡(luò)，以提高功放效率，則導(dǎo)頻的頻域各點(diǎn)能量必然不恒定。在這種情況下，ZF-CE會(huì)使信道估計(jì)誤差增大進(jìn)而造成誤碼性能惡化。[5]中提出最小均方誤差的信道估計(jì)(MMSE-CE)能解決這一問(wèn)題，但它假設(shè)了信道增益為1，通常情況下并不實(shí)用。本文通過(guò)設(shè)計(jì)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，對(duì)信道增益進(jìn)行估計(jì)，從而提出一種實(shí)用的MMSE-CE 算法，解決導(dǎo)頻各頻點(diǎn)能量不恒定造成的性能損失問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上又提出一種抑制噪聲的內(nèi)插方法，進(jìn)一步提高信道估計(jì)準(zhǔn)確性。理論分析和仿真結(jié)果表明，無(wú)論如何選取導(dǎo)頻序列，本文所提出信道估計(jì)方案總能比ZF-CE 獲得更好的信道估計(jì)均方誤差性能和誤碼性能。
本文第2 部分介紹單載波MIMO 系統(tǒng)模型及MMSE 頻域均衡器；第3 部分介紹本文提出的頻域信道估計(jì)方案；第4 部分進(jìn)行性能分析，給出仿真結(jié)果；最后是結(jié)論。