信道估計(jì)算法

所謂信道估計(jì)，就是從接收數(shù)據(jù)中將假定的某個(gè)信道模型的模型參數(shù)估計(jì)出來(lái)的過(guò)程。如果信道是線性的話，那么信道估計(jì)就是對(duì)系統(tǒng)沖激響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)。需強(qiáng)調(diào)的是信道估計(jì)是信道對(duì)輸入信號(hào)影響的一種數(shù)學(xué)表示，而"好"的信道估計(jì)則是使得某種估計(jì)誤差最小化的估計(jì)算法。

在通信系統(tǒng)中，由于多徑衰落和噪聲等影響，接收端接收到的信號(hào)往往發(fā)生了嚴(yán)重的失真，為了有效的恢復(fù)出發(fā)送端發(fā)送的原始信息，需要進(jìn)行信道估計(jì)。一旦通過(guò)信道估計(jì)獲得了信道信息，就可以基于信道估計(jì)信息進(jìn)行信道均衡，彌補(bǔ)信道衰落的影響。其中，信道估計(jì)的準(zhǔn)確度對(duì)信道均衡和信號(hào)檢測(cè)具有重要影響。現(xiàn)有信道估計(jì)方法信號(hào)能量損失較大、且算法復(fù)雜度較高、存在白噪聲和脈沖噪聲的影響，信道估計(jì)精度差。

信道估計(jì)算法從輸入數(shù)據(jù)的類型來(lái)分，可以劃分為時(shí)域和頻域兩大類方法。頻域方法主要針對(duì)多載波系統(tǒng)；時(shí)域方法適用于所有單載波和多載波系統(tǒng)，其借助于參考信號(hào)或發(fā)送數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，估計(jì)衰落信道中各多徑分量的衰落系數(shù)。從信道估計(jì)算法先驗(yàn)信息的角度，則可分為以下三類：

（1） 基于參考信號(hào)的估計(jì)。該類算法按一定估計(jì)準(zhǔn)則確定待估參數(shù)，或者按某些準(zhǔn)則進(jìn)行逐步跟蹤和調(diào)整待估參數(shù)的估計(jì)值。其特點(diǎn)是需要借助參考信號(hào)，即導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列?；谟?xùn)練序列和導(dǎo)頻序列的估計(jì)統(tǒng)稱為基于參考信號(hào)的估計(jì)算法。

基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)算法適用于突發(fā)傳輸方式的系統(tǒng)。通過(guò)發(fā)送已知的訓(xùn)練序列，在接收端進(jìn)行初始的信道估計(jì)，當(dāng)發(fā)送有用的信息數(shù)據(jù)時(shí)，利用初始的信道估計(jì)結(jié)果進(jìn)行一個(gè)判決更新，完成實(shí)時(shí)的信道估計(jì)?；趯?dǎo)頻符號(hào)的信道估計(jì)適用于連續(xù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。通過(guò)在發(fā)送的有用數(shù)據(jù)中插入已知的導(dǎo)頻符號(hào)，可以得到導(dǎo)頻位置的信道估計(jì)結(jié)果；接著利用導(dǎo)頻位置的信道估計(jì)結(jié)果，通過(guò)內(nèi)插得到有用數(shù)據(jù)位置的信道估計(jì)結(jié)果，完成信道估計(jì)

（2） 盲估計(jì)。利用調(diào)制信號(hào)本身固有的、與具體承載信息比特?zé)o關(guān)的一些特征，或是采用判決反饋的方法來(lái)進(jìn)行信道估計(jì)的方法。

（3） 半盲估計(jì)。結(jié)合盲估計(jì)與基于訓(xùn)練序列估計(jì)這兩種方法優(yōu)點(diǎn)的信道估計(jì)方法。

一般來(lái)講，通過(guò)設(shè)計(jì)訓(xùn)練序列或在數(shù)據(jù)中周期性地插入導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)進(jìn)行估計(jì)的方法比較常用。而盲估計(jì)和半盲信道估計(jì)算法無(wú)需或者需要較短的訓(xùn)練序列，頻譜效率高，因此獲得了廣泛的研究。但是一般盲估計(jì)和半盲估計(jì)方法的計(jì)算復(fù)雜度較高，且可能出現(xiàn)相位模糊（基于子空間的方法）、誤差傳播（如判決反饋類方法）、收斂慢或陷入局部極小等問(wèn)題，需要較長(zhǎng)的觀察數(shù)據(jù)，這在一定程度上限制了它們的實(shí)用性。