基于DSP的OFDM系统中的信道估计技术实现研究

论文摘要

多径衰落和多普勒频移是影响宽带无线移动系统性能的重要因素,而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种高效的数字传输技术,具有抗多径能力强、频谱利用率高、硬件实现简单等优点,被视为下一代无线通信的核心技术之一。本文着重讨论OFDM系统在无线宽带移动通信环境下的信道估计技术,以无线城域网IEEE 802.16e和3GPP的长期演进LTE(Long term evolution)协议中的OFDM物理层协议标准为基础,紧密结合OFDM技术的最新发展动向,研究了信道估计的算法及其实现技术。在保证功能的前提下,从工程实现的角度优化其性能,研究结果对实际的工程应用有一定的指导意义。本文首先综述了OFDM技术的发展和现状,对OFDM系统中的信道估计技术进行概述;进一步分析了OFDM系统的基本原理,主要研究了OFDM系统中基于导频符号的信道估计算法,包括LS算法、MMSE算法、LMMSE算法等,同时,对以导频信道估计为前提的常值内插、线性内插、高斯内插、Sinc内插等数据信道估计的插值方法进行了研究,并在特定的环境下对估计算法及内插方法的误比特率(BER)及均方误差(MSE)性能分别进行了仿真,对算法的有效性和可行性进行了全面的分析和比较;接着根据802.16e和LTE的物理层协议中导频的结构和具体参数,对采用LS和线性插值信道估计算法的实现进行设计;同时结合TI公司TMS320 C6000系列DSP的特点,在CCS软件平台上实现了基于协议的信道估计算法,并对算法实现的性能进行分析和优化,达到了较好的效果;最后,对本文所做的工作进行了总结,并对进一步研究提出了一些思路和设想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.2 OFDM技术概况与发展现状
• 1.3 信道估计技术发展现状
• 1.4 IEEE 802.16e和LTE标准发展概况
• 1.5 论文结构与安排
• 第2章 OFDM原理及系统模型
• 2.1 无线信道的传播特性
• 2.1.1 多径时延
• 2.1.2 多普勒频移
• 2.2 OFDM技术基础
• 2.2.1 OFDM基本原理
• 2.2.2 DFT在OFDM中的应用
• 2.2.3 保护间隔和循环前缀
• 2.3 本章小结
• 第3章 OFDM系统中的信道估计
• 3.1 信道估计准则
• 3.1.1 基于LS准则的估计算法
• 3.1.2 最小均方误差估计（MMSE）
• 3.1.3 线性最小均方误差（LMMSE）估计
• 3.1.4 两种信道下的仿真及结论
• 3.2 导频插入样式
• 3.2.1 块状导频
• 3.2.2 梳状导频
• 3.2.3 离散导频
• 3.3 几种内插方法及仿真分析
• 3.3.1 常用内插方法
• 3.3.2 仿真及分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 WiMAX和LTE信道估计实现设计研究
• 4.1 WiMAX 和 LTE 帧结构及参数
• 4.1.1 WiMAX 帧结构
• 4.1.2 LTE帧结构
• 4.2 WiMAX 和 LTE 信道估计共性分析和实现设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 信道估计的DSP实现和优化分析
• 5.1 TI C6000 系列DSP 芯片的特点
• 5.2 信道估计的DSP实现及性能分析
• 5.3 WiMAX 和 LTE 信道估计优化分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢