6、MIMO - OFDM系统中基于DFT的信道估计方法解析

MIMO - OFDM系统中基于DFT的信道估计方法解析

1. 引言

随着高速数据服务需求的急剧增长，移动通信容量需要快速提升。正交频分复用（OFDM）技术凭借其高频谱效率、抗符号间干扰（ISI）能力以及低成本收发器的可行性，得到了广泛应用。多输入多输出（MIMO）系统则能实现分集增益并提高系统容量。因此，MIMO与OFDM技术的结合（MIMO - OFDM）在新一代无线传输标准中被广泛采用。

在MIMO - OFDM系统中，为了恢复传输数据，需要信道状态信息（CSI），这使得信道估计成为必要环节。信道估计方法主要分为盲信道估计、半盲信道估计和导频辅助信道估计三类。本文聚焦于使用已知参考信号的时域（TD）信道估计技术，该技术能有效降低估计信道系数中的噪声成分。

大多数现代多载波系统在频谱两端设置空载波，以确保与相邻频段信号的隔离并满足采样定理。然而，这些空载波会导致TD信道估计方法出现“边界效应”，降低其性能。尽管有基于伪逆计算的TD方法来缓解“边界效应”，但当空载波数量较多时，信道估计精度仍会下降。

本文将探讨在频谱边界存在空载波约束下的各种时域信道估计方法，详细分析“边界效应”的重要性，并评估现有方法的局限性。最后，提出基于截断奇异值分解（SVD）的DFT技术，以完全消除空载波的影响，并给出确定截断阈值的方法。

2. MIMO - OFDM系统模型

研究的MIMO - OFDM系统由$N_t$个发射天线和$N_r$个接收天线组成。训练序列在OFDM调制前插入到频域。

第$i$个天线在对频域信号$X_i \in C^{N×1}$进行IFFT（OFDM调制）后，在时间索引$n$处发送的OFDM信号