信道估計算法

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

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。一旦通過信道估計獲得了信道信息，就可以基于信道估計信息進(jìn)行信道均衡，彌補信道衰落的影響。其中，信道估計的準(zhǔn)確度對信道均衡和信號檢測具有重要影響。現(xiàn)有信道估計方法信號能量損失較大、且算法復(fù)雜度較高、存在白噪聲和脈沖噪聲的影響，信道估計精度差。

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

（1） 基于參考信號的估計。該類算法按一定估計準(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)的估計值。其特點是需要借助參考信號，即導(dǎo)頻或訓(xùn)練序列。基于訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻序列的估計統(tǒng)稱為基于參考信號的估計算法。

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

（2） 盲估計。利用調(diào)制信號本身固有的、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進(jìn)行信道估計的方法。

（3） 半盲估計。結(jié)合盲估計與基于訓(xùn)練序列估計這兩種方法優(yōu)點的信道估計方法。

一般來講，通過設(shè)計訓(xùn)練序列或在數(shù)據(jù)中周期性地插入導(dǎo)頻符號來進(jìn)行估計的方法比較常用。而盲估計和半盲信道估計算法無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。但是一般盲估計和半盲估計方法的計算復(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題，需要較長的觀察數(shù)據(jù)，這在一定程度上限制了它們的實用性。