14、基于导频辅助的车辆无线通信信道估计技术

基于导频辅助的车辆无线通信信道估计技术

1. 高速移动下的信道特性与导频移位需求

在车辆无线通信中，当车辆移动速度超过 100km/h 时，信道的相干时间 (T_c) 会小于 41 个正交频分复用（OFDM）符号。在这种情况下，若每个 OFDM 符号仅将 4 个子载波移动一个子载波位置，是无法覆盖整个频带的。为满足相干时间约束，需要将子载波移动两个或更多位置。

同时，为了从相邻导频子载波内插出数据子载波的频率响应，还需要验证相干频率带宽 (B_c)。例如，当车辆速度为 200 km/h 时，对于均方根（rms）延迟为 250 ns 的非视距（NLOS）信道，根据相关公式可得相干时间 (T_c \approx 6 * T_{OFDM})，相干频率带宽 (B_c = 800kHz)。此时的导频插入方案如图 1(d) 所示。

2. 基于伪导频的信道估计算法步骤

2.1 初始化

初始信道估计由两个长前导训练序列给出。若选择最小均方误差（MMSE）信道估计器，(H_{k,0}) 由公式 (5) 确定，其中 (H_{k,M}) 表示第 (k) 个子载波和第 (M) 个数据符号处的信道估计。此外，用 (H_{kp,M}) 表示导频子载波的信道估计，(H_{kd,M}) 表示数据子载波的信道估计。

2.2 导频子载波估计

对于 (M > 0)，导频子载波的信道估计 (H_{kp,M}) 可类似地由公式 (5) 得到。

2.3 数据子载波外推

对于与导频子载波相邻的数据子载波，其信道估计可通过内插导频子载波得到。当 (|k_p - k_d| \leq \lf