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正交频分复用无线通信系统中信道估计技术研究

2020-11-22阅读(224)

正交频分复用无线通信系统中信道估计技术研究

论文摘要

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术由于其能有效对抗多径和具有较高的频谱利用率,而被欧洲数字音频广播系统（Digital Audio Broadcasting,DAB）和数字视频广播系统（Digital Video Broadcasting,DVB）标准所采用,并成为下一代移动通信系统（Beyond 3rd Generation,B3G）候选方案。B3G系统高数据传输速率、高传输质量和高移动性的要求对OFDM系统的信道估计与信号检测技术提出了更高的要求。因此本论文重点研究了OFDM系统的信道估计及联合迭代的信道估计和检测技术。论文研究了基于多径时延跟踪的信道估计方法,并提出了一种低复杂度的多径时延跟踪方法。理论推导和仿真结果表明:此算法通过对多径时延的估计降低了待估计参数的维数,从而有效提高了信道估计的精度。针对MIMO-OFDM （Multiple Input Multiple Output OFDM）系统的仿真结果表明:在多天线系统中,此方法可以在更短的时间内捕获到比较准确的多径时延信息。导频符号增加了系统开销,降低了频谱效率,而半盲信道估计和迭代接收技术是提高频谱利用率的有效方法。因此论文研究了基于时域叠加导频序列的半盲信道估计方法。论文分析了采用叠加导频序列,基于一阶统计平均的信道估计的均方误差性能。在此基础上分析了最优叠加导频序列的设计准则,依据不同的优化准则设计出相应的导频序列,并利用迭代的联合信道估计和信号检测算法来改善系统的性能。论文针对SFBC-OFDM（Space Frequency Block Coded OFDM）系统,提出了一种基于自适应训练周期的接收机设计方法。提出了一种简单的误差传播的判定准则,依据该准则自适应地调整训练周期。与采用固定训练周期相比,该方法可以在保证比较低的导频开销的同时,使系统获得更好的误比特性能。实际系统中在完成了频率补偿和码元同步后,残余的频率偏差和定时误差必

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 英文缩略语
  • 第1章 绪论
  • 1.1 论文的研究背景
  • 1.1.1 移动通信系统的演进
  • 1.1.2 OFDM技术的发展与应用
  • 1.2 论文的主要研究内容和贡献
  • 1.3 论文的内容安排
  • 第2章 OFDM 系统导频辅助信道估计
  • 2.1 引言
  • 2.2 时间－频率选择性衰落信道特性
  • 2.2.1 WSSUS信道统计特性
  • 2.2.2 多普勒功率谱
  • 2.2.3 多径衰落信道模型
  • 2.3 OFDM技术的基本原理
  • 2.3.1 OFDM基本原理
  • 2.3.2 分块传输的概念与OFDM数字基带信号模型
  • 2.3.3 OFDM系统的优点及研究现状
  • 2.4 基于导频辅助的信道估计
  • 2.4.1 最优导频位置的选取
  • 2.4.2 传统的导频辅助信道估计
  • 2.5 非理想信道估计对系统性能的影响
  • 2.6 本章小结
  • 第3章 基于多径时延跟踪的信道估计
  • 3.1 引言
  • 3.2 OFDM系统及信道模型
  • 3.2.1 OFDM系统模型
  • 3.2.2 信道模型
  • 3.3 基于多径时延跟踪的信道估计
  • 3.3.1 估计信道中的路径数和时延
  • 3.3.2 利用多径时延信息的信道估计器
  • 3.3.3 算法性能和复杂度分析
  • 3.4 OFDM系统仿真结果与分析
  • 3.5 MIMO-OFDM系统模型
  • 3.6 MIMO-OFDM 系统信道估计及性能分析
  • 3.6.1 MIMO-OFDM 系统信道估计
  • 3.6.2 最优导频序列的设计
  • 3.6.3 MIMO-OFDM系统基于多径时延跟踪的信道估计
  • 3.7 MIMO-OFDM系统仿真结果与分析
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 基于叠加导频的半盲信道估计
  • 4.1 引言
  • 4.2 系统模型
  • 4.3 基于叠加导频的信道估计
  • 4.3.1 初始化信道估计
  • 4.3.2 信道估计性能分析
  • 4.3.3 最优叠加导频序列的设计
  • 4.4 迭代的信道估计和检测
  • 4.4.1 迭代接收机结构
  • 4.4.2 迭代信道估计和检测算法
  • 4.5 仿真结果与分析
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 SFBC-OFDM系统中基于自适应训练周期的迭代接收机设计
  • 5.1 引言
  • 5.2 系统模型
  • 5.3 基于自适应训练周期的迭代接收机设计
  • 5.3.1 基于DFT的初始化信道估计
  • 5.3.2 迭代接收机设计
  • 5.3.3 自适应的训练周期
  • 5.3.4 算法总结
  • 5.4 仿真结果与分析
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 OFDM系统时频同步误差对信道估计性能的影响
  • 6.1 引言
  • 6.2 频率偏差对信道估计性能的影响
  • 6.2.1 分数倍频率偏差对信道估计性能影响的理论分析
  • 6.2.2 分数倍频率偏差对信道估计性能影响的仿真
  • 6.3 定时误差对信道估计性能的影响
  • 6.3.1 定时误差对OFDM系统性能的影响
  • 6.3.2 定时误差对信道估计性能影响的理论分析
  • 6.3.3 定时误差对信道估计性能影响的仿真
  • 6.4 本章小结
  • 第7章 WiMAX-OFDM系统基于差分插值的信道估计器的设计
  • 7.1 引言
  • 7.2 WiMAX-OFDM的帧结构
  • 7.3 WiMAX-OFDM的发射分集
  • 7.4 基于差分插值的信道估计器
  • 7.5 仿真结果与分析
  • 7.6 本章小结
  • 第8章 全文总结
  • 8.1 已经取得的研究成果
  • 8.2 进一步研究的方向
  • 参考文献
  • 作者攻读博士期间发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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