OFDM系統中新的同步與信道聯合估計算法

提出了一種新的基于判決反饋的OFDM同步與信道聯合跟蹤算法。該算法提取出信道估計結果中包含的同步信息用于實現同步估計，并利用同步估計結果對信道估計結果進行修正，使其盡量逼近真實信道。仿真結果表明該算法在信噪比較大時可以獲得較高的估計性能，具有計算量小和實現簡單的優點。適當增加塊長具有更強的抑制噪聲的能力，但卻減弱了信道的時變跟蹤能力，因此塊長的選擇必須權衡考慮。
關 鍵 詞 信道估計; 聯合估計; 正交頻分復用; 同步; 跟蹤

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM) 系統對同步誤差的敏感程度遠遠高于單載波系統[1]，除了在初始通信階段需要對其進行捕獲，還必須在后續的傳輸過程對其持續跟蹤?，F有的同步跟蹤算法主要分為基于輔助數據法[2-3]和不基于輔助數據的盲估計法兩類[4]。前者一般具有較高的估計精度，但降低了系統的頻譜效率，對于對頻譜利用率要求十分苛刻的無線通信非常不利；后者的估計精度要差一些，跟蹤范圍比較小，而且計算復雜度較高?；谂袥Q數據的同步跟蹤算法由于具有不降低頻譜利用率且算法復雜度較低的優點受到了廣泛關注[5-6]。然而，該算法的性能好壞主要由判決數據決定，而判決數據又受到信道估計結果的嚴重影響。同時，信道估計性能的好壞也與同步性能密切相關[7]，因此，將同步算法與信道估計算法相結合，能取得更好的估計性能。
目前的基于判決數據的同步跟蹤算法大部分沒有考慮信道估計結果的影響，要么假設信道估計結果沒有對誤碼性能產生影響[5]，要么利用信道的時頻域相干特性來抵消信道對同步估計的影響[8]。前者的假設與實際情況難以相符，后者則難以避免受到判決數據的影響。事實上，即使在時不變信道中，由于信道估計結果中包含了同步誤差信息，當對接收信號進行了時間誤差和頻率誤差糾正后，信道估計結果也應相應地進行修正，才能更好地跟蹤信道的真實情況?；谶@個思想，本文提出一種新的算法，在接收機已獲得初始同步與信道估計的基礎上，利用判決數據對系統時間誤差、載波頻率誤差和信道進行聯合估計。該算法分為三個步驟：(1) 利用前一時刻的同步與信道估計結果對當前符號進行解調與判決；(2) 利用當前時刻的信道初始估計結果對當前定時偏移(TO)和載波頻率偏移(CFO)進行估計，并將其對信道初始估計結果進行修正；(3) 將同步與信道估計結果用于后續接收信號的同步與均衡，為下一次的估計做好數據準備。