劉子昌郝玉蓮張鎖良

(河北大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,河北省機器視覺技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 保定 071002)

1 UFMC系統(tǒng)

2 UFMC系統(tǒng)信道估計

2.1 LMMSE算法

2.2 基于LMMSE的改進信道估計算法

針對UFMC系統(tǒng)中現(xiàn)有LMMSE算法需要先驗信道相關(guān)矩陣信息的問題,提出基于LMMSE 的改進信道估計算法.改進后的算法在頻域內(nèi)對LS算法獲得的信道頻率響應(yīng)估計值完成平滑處理,在時域內(nèi)通過對采樣點的截取優(yōu)化來獲得最理想的信道采樣長度,其中最優(yōu)信道相關(guān)矩陣通過迭代估計得到.改進后算法的流程如圖1所示.

圖1 算法改進后的流程Fig.1 Flowchart of the improved algorithm

3 仿真結(jié)果

本節(jié)使用MATLAB仿真軟件對UFMC系統(tǒng)中本文所提算法與LS算法、LMMSE算法、文獻[11]所提算法進行對比仿真,各算法的性能通過誤碼率(bit error rate,BER)來評價.仿真參數(shù)設(shè)置如表1所示,信道功率時延分布服從負(fù)指數(shù)分布,且各路徑的幅度相互獨立.仿真結(jié)果如圖2和圖3所示.

表1 參數(shù)設(shè)置Tab.1 Parameter settings

UFMC系統(tǒng)中LS和LMMSE信道估計算法的性能如圖2所示,2條曲線分別表示LS和LMMSE 信道估計算法在不同信噪比下的誤碼率性能.從圖2可以看出,UFMC 系統(tǒng)中LMMSE 信道估計算法利用了信道信息,并考慮了噪聲干擾的影響,進一步提升了估計性能,與LS信道估計算法相比誤碼性能可提升約4 dB,這是因為LS信道估計算法沒有對噪聲的干擾進行抑制處理,因此,該算法受噪聲干擾較大,與其他算法相比估計精度最低.但是在仿真過程中可以發(fā)現(xiàn),LMMSE 算法的仿真時間明顯長于LS算法,這是因為LMMSE算法需要計算矩陣的逆.

圖2 UFMC中LS和LMMSE算法的誤碼率對比Fig.2 Comparison of BER of LS and LMMSE algorithms in UFMC

UFMC系統(tǒng)中不同信道估計算法的誤碼性能對比如圖3所示,分別是LS算法、LMMSE 算法、文獻[11]所提算法和本文所提基于LMMSE的改進算法在不同信噪比下的誤碼性能對比.由于本文改進后的算法可以減弱濾波器和噪聲的影響,誤碼性能與圖中2種傳統(tǒng)的信道估計算法相比具有明顯的提升,對比改進前的算法,誤碼性能可提升約2 d B,并且與文獻[11]中的算法相比誤碼性能可提升約1 d B,有效改善了信道估計的準(zhǔn)確度.同時,改進后的算法由于避免預(yù)先了解信道相關(guān)矩陣信息,具有更容易應(yīng)用于工程中的優(yōu)勢.

圖3 UFMC中不同信道估計算法的誤碼率對比Fig.3 Comparison of BER of different channel estimation algorithms in UFMC

4 結(jié)束語

主要研究了UFMC系統(tǒng)的信道估計算法,為解決LMMSE算法直接復(fù)用于UFMC 系統(tǒng)中存在需要先驗信道相關(guān)矩陣信息的不足,提出了UFMC系統(tǒng)中基于LMMSE的改進信道估計算法.該算法避免預(yù)先了解信道相關(guān)矩陣信息,提升了信道估計的準(zhǔn)確性.