单载波MIMO 系统的一种抑制噪声的MMSE信道估计方案

单载波MIMO 系统的频域均衡是对抗信道频率选择性衰落的有效方法，它的良好性能依
赖于接收端准确的信道估计(Channel Estimation,CE)。常见的迫零信道估计(ZF-CE)在导频频域非恒包络的情况下，会使信道估计误差增大而造成误码性能降低。本文通过设计导频结构，提出一种实用的最小均方误差信道估计(MMSE-CE)算法和抑制噪声的内插方法，构成单载波MIMO系统频域均衡的一种信道估计方案。理论分析和仿真结果表明，该方案能较好的减小导频频域能量不恒定造成的性能损失，误码性能比ZF-CE 显著提高。
关键字：多输入多输出；单载波频域均衡；最小均方误差；迫零；信道估计
单载波频域均衡(SC-FDE)[1]是对抗频率选择性信道的有效方法，并在IEEE802.16[2]中被建议采用。多输入多输出(MIMO)威廉希尔官方网站 能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是3G 和B3G 等新一代移动通信系统中的核心威廉希尔官方网站 。将单载波频域均衡与MIMO 系统相结合[3]，增加了频谱利用率的同时增强了系统抗多径干扰能力，降低了实现复杂度。
MIMO 频域均衡的良好性能依赖于接收端准确的信道估计。常见的信道估计是通过在信息序列中周期性的插入训练序列（或称为导频）来实现的[3]。目前的研究工作主要集中在迫零的信道估计(ZF-CE)[1,4]，因为它实现简单、在导频频域恒包络的情况下性能良好。然而为了使导频时域恒包络，以提高功放效率，则导频的频域各点能量必然不恒定。在这种情况下，ZF-CE会使信道估计误差增大进而造成误码性能恶化。[5]中提出最小均方误差的信道估计(MMSE-CE)能解决这一问题，但它假设了信道增益为1，通常情况下并不实用。本文通过设计导频结构，对信道增益进行估计，从而提出一种实用的MMSE-CE 算法，解决导频各频点能量不恒定造成的性能损失问题。在此基础上又提出一种抑制噪声的内插方法，进一步提高信道估计准确性。理论分析和仿真结果表明，无论如何选取导频序列，本文所提出信道估计方案总能比ZF-CE 获得更好的信道估计均方误差性能和误码性能。
本文第2 部分介绍单载波MIMO 系统模型及MMSE 频域均衡器；第3 部分介绍本文提出的频域信道估计方案；第4 部分进行性能分析，给出仿真结果；最后是结论。