信道估计与均衡

信道估计与均衡

1、信道估计与均衡在接收机中的位置

由于多径和多普勒效应导致的小范围衰落可能会对通信产生很大的破坏力，信道估计就是为了抵御实际传输中的多径信道的影响。

图一 接收机框图及信道估计和均衡的位置

2、信道估计

OFDM 系统中放置了大量的导频信号，穿插于数据之中，并以高于数据的功率发送。这些导频信号被用来完成系统同步、载波恢复、时钟调整和信道估计。由于导频信号数量多，且散布在数据中，能够较为及时地发现和估计信道特性的变化。本系统首先利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡。

导频点上的信道响应为

111222()()/()()()/()::()()/()p p p l l l l l l l N l N l N H k R k S k H k R k S k H k R k S k ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥

⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣

⎦⎣⎦ (1)

其中()l i R k 是在l 帧OFDM 符号中，导频点上接收到的信号，p N 为连续导频与离散导频的总数，(1,2,...)i

p k i N = 为第i 个导频点的子载波位置序列号，()l i S k 为发送时

导频点上的PRBS 序列。

2.1、时域内插

得到导频点上的信道响应后，在时域上采用较为简单的线性内插方式，再在频域上进行各种等间隔的内插。前4个OFDM 符号仅将导频点信道响应估计出来，其他点的信道响应不做处理，相应的前4个符号的数据也不做频域补偿，如图二

图二 连续导频和离散导频

第5个OFDM 符号(Symbol 4)开始，每个离散导频点与第一个OFDM 符号(Symbol 0)的离散导频点采用公式(2)进行时域线性内插。

14243431

()()()4411

()()()2213

()()()

44l l l l l l l l l H k H k H k H k H k H k H k H k H k ++++++'''=

+'''=+'''=+ (2)

,l k H '为第l 个OFDM 符号中子载波序列号为k 的离散导频位置上的信道响应。第6个

符号(Symbol 5)，第7个符号(Symbol 6)接收时均做与上述相同的处理，如图三：

图三 时域内插过程图

当第7个符号(Symbol 6)与第3个符号(Symbol 2)的离散导频点做完线性内插后，第4个符号(Symbol 3)此时的已知信道响应已变为等间隔分布，接下来利用频域内插将其余未知的信道响应计算出来。

2.2、频域内插

频域内插采用最简单的一阶线性内插利用两个已知信道响应的子载波插出中间子载波上的信道响应，如图四所示，每两个导频点及其间隔的信道响应分为一组，共7个点，令其子载波位置的坐标以次为0到6，用以下公式进行拟合：

51

(1)(0)(6)6621

(2)(0)(6)

3311

(3)(0)(6)2212

(4)(0)(6)

3315

(5)(0)(6)

66H H H H H H H H H H H H H H H =

+=+=+=+=+ (3)

3、均衡

均衡就是利用信道估计后得到每个符号的各子载波上的信道响应()l N H k '乘以接收到

的信号()l N R k 得到均衡后的数据()l N

R k ''。

111222()()*()()()*()::()()*()l l l l l l l N

l N l N R k H k R k R k H k R k R k H k R k '''⎡⎤⎡⎤

⎢⎥⎢⎥'''⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

'''⎣⎦⎣⎦ (4) 4、主要参考文献：

1：《基于OFDM 的数字电视地面广播中信道估计与均衡技术的研究》。上海交通大学硕士论

文。