适用于MIMO-OFDM系统的LMS信道估计算法

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随着移动通信系统和无线局域网的迅速发展,需要在有限的频谱资源上实现高速率数据传输和多媒体业务,必须采取频谱效率高的抗衰落技术来提高系统的性能。正交频分复用(OFDM)作为一种特殊的多载波传输技术,具有很好的抗多径传播和频率选择性衰落。多输入输出(MIMO)作为无线移动通信领域智能天线技术的重大突破,能够成倍提高无线通信系统的容量和频谱利用率。将OFDM和MIMO两者相结合构成的MIMO-OFDM系统,技术上相互补充,成为新一代移动通信技术的研究重点之一。  文章在分析和总结相关文献的基础上,介绍了OFDM技术的发展历史与研究现状;分析了几种经典的无线信道传输模型;研究了MIMO-OFDM系统的基本原理,通过Matlab仿真验证了当发射和接收天线数目变化时,MIMO系统容量的变化情况;研究了OFDM系统的信道估计技术,完成了LS算法、LMMSE算法、降秩的LMMSE算法的仿真,分析了不同算法的性能;对几种经典的插值算法,包括线性插值、高斯插值、Cubic-spline插值和拉格朗日插值算法进行了性能比较。  LMMSE、MMSE等算法虽然拥有很好的估计精度但因为其很高的复杂度而不能够应用于实际,而LS算法复杂度很低,但是其低精度对信道估计的影响很大,使得其不能成为通信系统的理想算法,针对LS算法的低精度问题,可以结合LMS算法对信道进行精确估计,提高LS算法的估计精度,但是LMS算法收敛速度慢。  本文提出了一种改进的LMS算法,该算法能够自适应的调整步长来提高LMS算法的收敛速度。仿真结果表明,改进的LMS算法比LS算法具有更高的精度,比LMS具有更好的收敛速度。
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