论文题目: MIMO/OFDM系统中信道估计和自适应调制算法的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 王昕
导师: 滕建辅
关键词: 信道估计,径向基函数网络,自适应调制
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 信道状态信息对于OFDM相干检测和MIMO-OFDM的空时解码来说是必须的; 同时它也是闭环系统发送机端所必须获得的信息,因而信道估计非常重要,特别是对于MIMO-OFDM系统,其准确性直接影响着系统的整体性能。另一方面,对于MIMO-OFDM系统来说,自适应调制技术可以提高系统的数据传输率、频谱效率以及传输的可靠性。本文研究了OFDM和MIMO-OFDM无线通信系统的信道估计技术以及MIMO-OFDM系统的自适应调制技术。本文的主要创新工作在于: 首先,针对OFDM系统信道估计问题,提出了一种基于分散导频结构的径向基函数网络信道估计和跟踪算法。为了利用信道响应的时域和频域相关特性,根据导频循环移位的特点提出了分组联合信道估计及跟踪的方法。通过仿真和分析说明了该算法较之基于梳状导频的径向基函数网络估计法频谱效率高,且在性能上优于其它几种基于线性滤波插值的信道估计器。其次,针对MIMO-OFDM系统LS信道估计中的导频分离问题,系统分析了不同导频结构下的导频正交设计方法。提出了基于LS的通用正交导频设计准则和基于该准则的迫零导频设计法。为保持导频符号的空间分集增益,又提出基于Hadamard矩阵的正交导频设计方法,并且针对不同的导频结构给出了具体的正交导频设计方案和导频信道估计方法。第三,针对MIMO-OFDM系统的信道估计问题,结合本文提出的MIMO-OFDM正交导频设计方法将OFDM系统中的径向基函数网络信道估计法推广到MIMO-OFDM系统,以采用Alamouti空时分组码的STBC-OFDM系统为例,给出了具体的设计方法。通过仿真表明该算法同样具有良好的性能和提高频谱效率的特点。最后,提出了一种低复杂度的VBLAST-OFDM系统自适应调制方案。用自适应变步长的方法对一种基于MQAM调制的近最优OFDM自适应调制算法进行简化,利用奇异值分解将简化算法推广到VBLAST-OFDM系统,用表征信道增益的信道矩阵特征值对子信道比特加载进行优化。仿真分析了该方案的有效性,并说明了简化方法与原算法性能接近,但复杂度降低30%以上。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 无线资源的充分利用与无线通信的发展
1.2 MIMO/OFDM 无线通信系统研究概况
1.2.1 MIMO 技术研究概况
1.2.2 MIMO-OFDM 技术研究概况
1.3 未来无线通信系统的需求与MIMO/OFDM 应用研究
1.4 论文研究背景
1.5 论文的研究工作与主要贡献
第二章 MIMO/OFDM 信道估计、自适应调制理论与仿真
2.1 OFDM 系统信道估计理论
2.1.1 引言
2.1.2 导频符号辅助信道估计理论
2.1.2.1 导频结构
2.1.2.2 导频辅助的信道估计方法
2.1.3 判决导引信道估计理论
2.1.4 盲信道估计理论
2.2 MIMO-OFDM 系统信道估计和自适应调制理论
2.2.1 BLAST 结构和空时编码
2.2.1.1 空时分层结构(BLAST)
2.2.1.2 空时格码(STTC)
2.2.1.3 空时分组码(STBC)
2.2.2 MIMO-OFDM 系统信道估计理论
2.2.2.1 时域方法
2.2.2.2 频域方法
2.2.3 MIMO-OFDM 自适应调制理论
2.2.3.1 注水法
2.2.3.2 优化模型
2.2.3.3 贪婪(Greedy)算法
2.2.3.4 研究概况
2.3 MIMO 信道建模与仿真
2.3.1 宽带无线时变信道衰落特性
2.3.2 MIMO 信道建模与仿真
2.4 本章小结
第三章 基于径向基函数网络的OFDM 信道估计及跟踪算法
3.1 径向基函数网络理论及其在无线通信中的应用
3.2 基于RBFN 的PSACE 方法
3.2.1 RBFN 信道估计器原理
3.2.2 RBFN 信道估计方法
3.2.2.1 基于梳状导频的RBFN 估计
3.2.2.2 基于分散导频的RBFN 分组联合估计法
3.3 RBFN 迭代信道跟踪方法
3.4 仿真结果及收敛性复杂度分析
3.5 本章小结
第四章 MIMO-OFDM 系统导频正交设计方法
4.1 LS 信道估计中的正交导频设计准则
4.2 MIMO-OFDM 导频符号正交设计
4.2.1 块状导频正交设计
4.2.2 其它导频结构正交设计
4.3 本章小结
第五章 基于正交导频的MIMO-OFDM 系统径向基函数网络信道估计算法
5.1 MIMO-OFDM 系统中的空时分组编码
5.2 基于RBFN 的STBC-OFDM 信道估计及跟踪算法
5.2.1 算法描述
5.2.2 仿真结果及收敛性复杂度分析
5.3 本章小结
第六章 低复杂度的VBLAST-OFDM 系统自适应调制方案
6.1 系统模型
6.2 VBLAST-OFDM 自适应调制方案
6.2.1 方案总述
6.2.2 MIMO-OFDM 最小化发射功率优化模型
6.2.3 低复杂度的VBLAST-OFDM 自适应比特分配
6.2.4 VBLAST 最优顺序检测算法
6.3 仿真结果与分析
6.4 本章小结
第七章 结束语
7.1 研究工作总结
7.2 展望
7.2.1 MIMO-OFDM 系统应用中的问题
7.2.2 今后工作的展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
附录
致谢
发布时间: 2006-05-24
参考文献
- [1].自适应调制在OFDM系统中的应用研究[D]. 王永学.华南理工大学2006
- [2].OFDM系统中的自适应调制技术研究[D]. 刘凯明.北京邮电大学2006
- [3].Ad hoc网络中QoS保障的关键问题研究[D]. 张艳玲.西安电子科技大学2009
- [4].宽带无线多媒体通信系统中自适应调制技术的研究[D]. 孟利民.浙江大学2002
- [5].无线协同中继自适应与增强技术研究[D]. 张永亮.北京邮电大学2013
- [6].全双工射频无线通信系统关键技术研究[D]. 刘晓龙.北京邮电大学2017
- [7].解码转发协作通信系统自适应传输技术研究[D]. 赵大伟.哈尔滨工业大学2015
- [8].协作通信关键技术[D]. 王辉.北京邮电大学2015
- [9].分布式无线通信系统中的线性离散码研究[D]. 许莉.中国科学技术大学2011
- [10].中短距光纤通信系统关键技术研究[D]. 冯振华.华中科技大学2017