SC-FDE系统改进的信道及噪声估计算法

董小平,王荆宁,肖振鹏

(1.中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;2.吉林省高速公路管理局,吉林长春130022)

0 引言

SC-FDE和正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)具有良好的抗多径的能力,已经被宽带无线通信标准802.16a采用[1]。SC-FDE与OFDM区别之处在于快速傅里叶反变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)置于接收端,克服了OFDM传输信号峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)高的缺点。SC-FDE是单载波调制技术,对载波同步及定时误差不敏感。所以,SC-FDE技术受到越来越广泛的关注。

SC-FDE及OFDM都是基于块传输,经多径信道传输,当前块受到来自前一块拖尾的影响,循环前缀(Cyclic Prefix,CP)的添加,可以有效消除块间干扰[2]。CP有2种实现,一是每段有效数据后面部分的复制,二是基于独特字。考虑带宽利用率,主要考虑第2种情况。

该文主要比较各类不同帧结构的性能,并在文献[3]基础上介绍一种改进信道估计算法,同时给出噪声方差的估计。

1 系统模型

图1(a)和图1(b)分别给出了SC-FDE系统及OFDM系统的结构图。二者都利用了快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)模块,靠CP消除码间串扰,信道估计及均衡在频域进行。区别之处在于IFFT置于发射端还是接收端。其中SC-FDE系统中,数据符号经星座映射以长度为Nd分块,每块数据符号前后附上UW。接收端同步后,取不受前一块干扰的UW,估计当前块的信道频域响应,经DFT插值,将剩余块转换到频域均衡。经IFFT得到时域信号,检测出原始发射信号。其中频域均衡是频域上的单抽头滤波器,不同于时域均衡结构。其中UW序列不仅可以充当CP的作用,也可以用作信道估计的导频。

图1 SC-FDE与OFDM系统结构比较