信道估计——小白入门

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一、信道估计概念

1. 盲信道估计（Blind Channel Estimation，BCE）
2. 半盲信道估计（Semi-Blind Channel Estimation, SBCE）
3. 非盲信道估计（Non-Blind Channel Estimation，NBCE)，它需要借助训练序列，故又称数据辅助式信道估计(Data Aided Channel Estimation, DA-CE)，所以前面两种又可称为NDA-CE.
   由于盲信道估计需要接收大量的数据以进行准确的信道估计，所以时延大，且要求信道统计特性不变或慢变，即平稳或准平稳慢时变信道。由于无线移动信道的多径衰落特性和时变性，所以OFDM系统的信道估计通常都是DA-CE，即基于导频的。
   

二、导频是什么以及怎么用

2.1 导频图案

块状导频、梳状导频、菱形导频指的是导频的分布方式，即如何/在哪些位置插入导频。
概念：单载波系统可以看作是一维时间分割系统，横轴是时间t；OFDM系统则是二维时间-频率分割系统，所以导频也是二维的。导频插入图案可以分为三种：1）全频段分时导频插入（块状导频）；2）分频段连续导频插入（梳状导频）；3）时频跳跃式导频插入（菱形导频）。第一种导频，只需要进行时域的插值，即每隔时间$\Delta t$进行一次全部频点的测量，然后用这些时刻估计出的信道频率响应，去估计其他时刻的信道响应；第二种导频，一直都进行基于导频的信道估计，但只对某些频率进行测量，其他频率的信道响应则通过频域插值进行估计。这两种都属于一维导频图案，第三种才是真正的二维导频图案，它又可分为两个子类，一个是矩形图案，一个是六边形图案，（两者差距或许与相干带宽和相干时间有关，以及两个导频插入点的角度，笔者无法确定）。实际上，当不采用纯粹二维插值算法（复杂度较高，不怎么采用）时，六边形图案退化为菱形图案，是矩形图案的一种变形，需要进行两次或多次的一维插值估计算法。
举例说明：
6. 块状导频：假定一个OFDM数据帧内信道特性不变，依靠第$x$个OFDM符号去估计信道，然后用估计信道值对数据帧内其他OFDM符号传输的数据进行补偿，尽可能地还原发送的原始信号。适合慢衰落信道。
如下图所示：在时域上，每个时间发送一个OFDM符号，4个OFDM符号组成了一个OFDM数据帧（块）；在频域上，一个OFDM符号包括8个子载波。每个OFDM数据帧的第一个OFDM符号的子载波上全是导频信号，即利用第一个OFDM符号去估计信道，然后其他三个OFDM符号传输数据。

7. 梳状导频：每个OFDM符号中都有导频，当接收端接收到这个OFDM符号之后，先使用信道估计算法估计出导频位置处的信道特性，然后再使用一些插值算法在频域插值出其余子载波（也就是其余携带数据的子载波）处的信道特性，然后就可以恢复出原信号了。用于快衰落信道。
如下图所示：在频域上，一个OFDM符号包括8个子载波。第一个子载波和第五个子载波上是导频，其他子载波上传输数据。
8. 菱形导频：在时域和频域都进行导频插入。

2.2 信道估计算法

2.3 插值算法

可以查看这篇学位论文参考OFDM信道估计研究