基于EM算法的改进OFDM时变信道估计

陈东华， 赵 睿

（华侨大学 信息科学与工程学院，福建 厦门 361021）

0 引言

为了抑制时变信道中 OFDM 系统子载波间干扰(ICI)，接收机必须获得精确的信道估计[1]，然而在时变信道环境中，传统的静态信道估计方案[2-3]不再适用。针对 OFDM 时变信道的估计，目前提出了很多方法[4-5]，但这些方法都具有很高的实现复杂度。文献[6]基于分段线性模型提出了一种低复杂度时变信道估计方法，该方法的优点是一个符号内只需估计时域平均信道脉冲响应(CIR)和信道变化斜率。基于分段线性模型的时变信道估计的性能依赖于符号时域平均CIR的估计精度，因此符号时域平均CIR的估计精度非常关键。为了提高符号时域平均CIR的估计精度，提出一种期望最大化(EM)辅助的信道估计与 ICI抑制的迭代算法，在 EM信道估计迭代过程中，通过ICI抵消来提高时域平均CIR的估计精度，从而提高时变信道估计的性能，该算法能在提高系统性能的同时保持较低的复杂度。

1 接收信号模型

解调后的接收频域信号可表示为[6]：

其中N为OFDM符号长度，H(k,k)为子载波X(k)上的信道频响(CFR)，Ic(k)为其它子载波对第k个子载波的ICI，W(k)是均值为零方差为2σ的频域加性高斯噪声。H(k,k)，Ic(k)的数学表达式分别为：

lCIR，hn,l为n时刻第l径的CIR。定义X=[X(0),…,X(N-1)]T，Y=[Y(0),…,Y(N-1)]T， ħl=[ħ0,…, ħL-1]T，则式(1)可表达为如下矢量形式：

其中W为加性高斯噪声矢量；Ic为ICI矢量；H为时变信道CFR矩阵，H的第(k,m)个元素为H(k,m)；FL表示N点DFT酉变换矩阵的前L列组成的子阵；diag(X)表示以矢量X为对角线元素的对角阵。

由式(5)可知，信道的时变带来ICI，为抵消ICI的影响，需要精确地估计出时变信道。……