高速移动OFDM系统中基于位置信息的GCE-BEM时变信道估计方法

发布时间：2021-06-10 13:41

　　针对高速移动正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统,文中提出了一种基于位置信息的广义复指数基扩展模型（Generalized Complex Exponential Basis Expansion Model,GCE-BEM）时变信道估计方法。首先采用GCE-BEM方法对信道进行建模,将对信道的估计转换成对基系数的估计,一方面降低了计算复杂度,另一方面降低了载波间干扰,提高了信道估计精度;其次根据信道的稀疏性,利用列车的位置信息确定主要基系数,通过对主要基系数进行估计获取OFDM符号上所有载波的信道信息,进一步降低了相邻子信道的干扰与计算复杂度,提高了信道估计精度。理论分析与仿真结果表明,本文方法可以显著地提高信道估计精度,且具有低的计算复杂度。 

【文章来源】：南京邮电大学学报(自然科学版). 2020,40(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同基函数个数时各种信道估计方法的MSE性能(莱斯因子K=5)

图2给出不同莱斯因子下各种信道估计方法的MSE性能曲线。从图2可以看出,在相同莱斯因子情况下,与传统的GCE-BEM方法相比,由于本文方法仅通过估计主要基系数获取全部载波上的信道,消除了来自其他Q-1个相邻子信道的干扰,并且降低了计算复杂度,因此本文方法较GCE-BEM方法既具有更高的估计精度,又具有低的计算复杂度;另外,由于利用GCE-BEM进行信道建模可以减少相邻子载波的干扰,并且可以克服CE-BEM建模引起的多普勒频移泄漏现象,因此本文方法性能优于基于压缩感知的CE-BEM方法。随着莱斯因子的增大,本文方法与传统GCE-BEM方法的性能均提高,而传统CE-BEM方法与位置信息相结合的方法的性能不变,这主要是因为莱斯因子较大时,信道中散射分量径的影响很小,即信道变化缓慢,此时采用CE-BEM方法建模容易引起严重的多普勒泄漏现象,因此莱斯因子增大对基于CE-BEM的信道估计方法几乎没有影响。

图3给出了在不同多普勒频移下各种估计方法的MSE性能曲线。从图3中可以看出,本文方法的MSE性能优于现有方法,随着多普勒频移的增大,本文方法和传统GCE-BEM方法的MSE性能会变差,而传统CE-BEM方法与文献[10]方法的估计性能不随多普勒频移变化。并且,当多普勒频移大于0.7时,本文方法的MSE性能几乎不变,且趋近于文献[10]方法的性能,并优于传统CE-BEM和GCE-BEM方法。这表明本文方法比现有方法具有更强的适用性。3.2 复杂度分析


本文编号：3222481