信道估計

所謂信道估計，就是從接收數據中將假定的某個信道模型的模型參數估計出來的過程。如果信道是線性的話，那么信道估計就是對系統衝激回響進行估計。需強調的是信道估計是信道對輸入信號影響的一種數學表示，而“好”的信道估計則是使得某種估計誤差最小化的估計算法。

基本介紹

• 中文名：信道估計
• 外文名：channel estimation
• 分類：通信技術
• 方法：基於參考信號的估計 
• 目的：為後續的相干解調提供所需的CSI

定義

通過信道估計，接收機可以得到信道的衝激回響，從而為後續的相干解調提供所需的CSI。其中CSI為Channel State Information。

背景及意義

無線通信系統的性能很大程度上受到無線信道的影響，如陰影衰落和頻率選擇性衰落等等，使得發射機和接收機之間的傳播路徑非常複雜。無線信道並不像有線信道固定並可預見，而是具有很大的隨機性，這就對接收機的設計提出了很大的挑戰。在OFDM系統的相干檢測中需要對信道進行估計，信道估計的精度將直接影響整個系統的性能。為了能在接收端準確的恢復發射端的傳送信號，人們採用各種措施來抵抗多徑效應對傳輸信號的影響，信道估計技術的實現需要知道無線信道的信息，如信道的階數、都卜勒頻移和多徑時延或者信道的衝激回響等參數。因此，信道參數估計是實現無線通信系統的一項關鍵技術。能否獲得詳細的信道信息，從而在接收端正確地解調出發射信號，是衡量一個無線通信系統性能的重要指標。因此，對於信道參數估計算法的研究是一項有重要意義的工作。

分類

信道估計算法從輸入數據的類型來分，可以劃分為時域和頻域兩大類方法。頻域方法主

要針對多載波系統；時域方法適用於所有單載波和多載波系統，其藉助於參考信號或傳送數

據的統計特性，估計衰落信道中各多徑分量的衰落係數。從信道估計算法先驗信息的角度，

則可分為以下三類：

（1） 基於參考信號的估計。該類算法按一定估計準則確定待估參數，或者按某些準則

進行逐步跟蹤和調整待估參數的估計值。其特點是需要藉助參考信號，即導頻或訓練序列。

基於訓練序列和導頻序列的估計統稱為基於參考信號的估計算法。

基於訓練序列的信道估計算法適用於突發傳輸方式的系統。通過傳送已知的訓練

序列，在接收端進行初始的信道估計，當傳送有用的信息數據時，利用初始的信道估計結果

進行一個判決更新，完成實時的信道估計。

基於導頻符號的信道估計適用於連續傳輸的系統。通過在傳送的有用數據中插入

已知的導頻符號，可以得到導頻位置的信道估計結果；接著利用導頻位置的信道估計結果，

通過內插得到有用數據位置的信道估計結果，完成信道估計

（2） 盲估計。利用調製信號本身固有的、與具體承載信息比特無關的一些特徵，

或是採用判決反饋的方法來進行信道估計的方法。

（3） 半盲估計。結合盲估計與基於訓練序列估計這兩種方法優點的信道估計方法。

一般來講，通過設計訓練序列或在數據中周期性地插入導頻符號來進行估計的方法比較

常用。而盲估計和半盲信道估計算法無需或者需要較短的訓練序列，頻譜效率高，因此獲得

了廣泛的研究。但是一般盲估計和半盲估計方法的計算複雜度較高，且可能出現相位模糊（基於子空間的方法）、誤差傳播（如判決反饋類方法）、收斂慢或陷入局部極小等問題，需要較

長的觀察數據，這在一定程度上限制了它們的實用性。