单载波MIMO 系统的一种抑制噪声的MMSE信道估计方案

单载波MIMO 系统的频域均衡是对抗信道频率选择性衰落的有效方法，它的良好性能依
赖于接收端准确的信道估计(Channel Estimation,CE)。常见的迫零信道估计(ZF-CE)在导频频域非恒包络的情况下，会使信道估计误差增大而造成误码性能降低。本文通过设计导频结构，提出一种实用的最小均方误差信道估计(MMSE-CE)算法和抑制噪声的内插方法，构成单载波MIMO系统频域均衡的一种信道估计方案。理论分析和仿真结果表明，该方案能较好的减小导频频域能量不恒定造成的性能损失，误码性能比ZF-CE 显著提高。
关键字：多输入多输出；单载波频域均衡；最小均方误差；迫零；信道估计
单载波频域均衡(SC-FDE)[1]是对抗频率选择性信道的有效方法，并在IEEE802.16[2]中被建议采用。多输入多输出(MIMO)技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是3G 和B3G 等新一代移动通信系统中的核心技术。将单载波频域均衡与MIMO 系统相结合[3]，增加了频谱利用率的同时增强了系统抗多径干扰能力，降低了实现复杂度。
MIMO 频域均衡的良好性能依赖于接收端准确的信道估计。常见的信道估计是通过在信息序列中周期性的插入训练序列（或称为导频）来实现的[3]。目前的研究工作主要集中在迫零的信道估计(ZF-CE)[1,4]，因为它实现简单、在导频频域恒包络的情况下性能良好。然而为了使导频时域恒包络，以提高功放效率，则导频的频域各点能量必然不恒定。在这种情况下，ZF-CE会使信道估计误差增大进而造成误码性能恶化。[5]中提出最小均方误差的信道估计(MMSE-CE)能解决这一问题，但它假设了信道增益为1，通常情况下并不实用。本文通过设计导频结构，对信道增益进行估计，从而提出一种实用的MMSE-CE 算法，解决导频各频点能量不恒定造成的性能损失问题。在此基础上又提出一种抑制噪声的内插方法，进一步提高信道估计准确性。理论分析和仿真结果表明，无论如何选取导频序列，本文所提出信道估计方案总能比ZF-CE 获得更好的信道估计均方误差性能和误码性能。
本文第2 部分介绍单载波MIMO 系统模型及MMSE 频域均衡器；第3 部分介绍本文提出的频域信道估计方案；第4 部分进行性能分析，给出仿真结果；最后是结论。