基于导频的OFDM信道估计技术研究

论文摘要

正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)可以对抗多径衰落和时延扩展,并且具有高速率的传输和较高频谱利用率。信道估计对于相干接收的OFDM系统至关重要,其性能的优劣将直接影响整个系统的性能。本文主要对基于导频的OFDM信道估计技术进行研究和分析。首先阐述了OFDM技术的发展,在现有的OFDM技术信道估计的基础上,对信道估计研究的目的和意义进行讨论,并对无线信道的特性进行分析以及OFDM的系统模型进行阐述,对系统的基本原理进行介绍。然后对基于导频的信道估计算法进行推导和分析,从导频的插入方式来进行研究,对基于块状导频的和基于梳状导频的信道估计算法展开分析,并对算法估计性能进行分析和仿真。最后研究了一种具有权衡机制的方案,通过控制因子来控制系统的估计性能和带宽效率。当接收信号中的训练序列和承载数据在时间上共存时,在数据检测时,训练序列和OFDM承载数据会相互干扰,导致系统性能的下降,所以在一些训练序列子载波处,使用插零的方式来代替干扰导频的数据避免了数据间的干扰,从而提高系统的估计性能。当训练序列子载波处都是数据时,因为叠加训练序列不占用系统的带宽,所以带宽效率得到了提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 OFDM系统的发展历程
• 1.2 OFDM系统的技术优势
• 1.3 OFDM的实际应用
• 1.3.1 数字音频/视频广播
• 1.3.2 IEEE802.11a无线局域网标准
• 1.3.3 4G移动通信中的应用
• 1.4 OFDM信道估计意义和研究现状
• 1.5 论文结构安排
• 第二章 OFDM系统的基本原理
• 2.1 无线信道的特性
• 2.1.1 加性高斯白噪声
• 2.1.2 大尺度的传播效应
• 2.1.3 小尺度的传播效应
• 2.1.4 相干带宽、频率选择性衰落
• 2.2 OFDM系统的基本原理
• 2.2.1 OFDM的系统模型
• 2.2.2 OFDM系统的调制/解调原理
• 2.3 OFDM系统关键技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于导频的信道估计算法
• 3.1 相干解调
• 3.2 导频信号的分布方式
• 3.3 常用的信道估计算法
• 3.3.1 LS算法
• 3.3.2 MMSE算法（最小均方准则）的改进方案
• 3.3.3 SVD算法
• 3.4 基于内插的信道估计
• 3.4.1 线性内插
• 3.4.2 高斯内插
• 3.4.3 基于DFT的信道估计
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于控制叠加训练序列的信道估计
• 4.1 现有算法的不足及改进方法
• 4.2 导频序列的选择
• 4.3 基于控制叠加训练序列的信道估计算法
• 4.4 均方估计误差
• 4.5 本章小结
• 第五章 实验与仿真
• 5.1 算法的性能仿真
• 5.1.1 MMSE算法和LS算法的性能比较
• 5.1.2 LS、LMMSE、基于DFT的信道估计算法的比较
• 5.2 基于控制叠加训练序列算法的仿真
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 缩略语说明
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文