MIMO-OFDM系统信道估计与信号检测技术研究

论文摘要

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术与正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术相结合不仅能够增加无线通信系统容量,而且可有效地提高频率利用率、抵抗频率选择性衰落,因此成为了下一代无线通信系统中的关键技术。论文绪论部分主要讨论了无线移动信道特征,OFDM系统以及MIMO系统的相关情况,指出了论文的主要研究工作。论文的第二部分主要研究MIMO系统中几种典型的信号检测算法,包括最优检测算法、线性检测算法、干扰消除检测算法。其中,典型的干扰消除检测算法又包括排序串行干扰对消检测和基于MMSE的并行干扰对消检测。仿真结果证明,最优检测算法性能优于其他检测算法,干扰消除检测算法次之,线性检测的性能较差。综合系统性能和检测算法复杂度的考虑,本文选择基于MMSE的并行干扰对消检测算法与译码模块结合构成迭代检测以提高系统性能。论文的第三部分研究MIMO-OFDM系统信道估计技术。首先对常见的信道估计算法进行分类综述,重点研究基于导频辅助的信道估计算法。接着,本文提出了一种新的基于相位补偿的优化信道估计算法。该算法可以有效地消除导频子载波位置偏移对于频域信道估计的影响,且计算复杂度较低。最后,理论分析和仿真结果证明本文所提出的基于相位补偿的优化信道估计算法具有较好的估计性能。论文的第四部分在对信号检测技术和信道估计技术研究的基础上,完成MIMO-OFDM系统Turbo接收机设计和关键算法选型。通过系统仿真证明,将MIMO-OFDM信道估计、MIMO信号检测与Turbo编译码结合,并且利用Turbo接收机的迭代检测技术能够有效提高系统性能。最后,总结论文的研究结果,并明确提出下一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 无线移动信道特性
• 1.2.1 无线移动信道传输特性
• 1.2.2 时间频率选择性信道
• 1.3 OFDM系统概述
• 1.3.1 OFDM系统基本原理
• 1.3.2 OFDM的发展应用
• 1.4 MIMO系统概述
• 1.5 论文的主要研究工作
• 第二章 MIMO-OFDM系统信号检测技术
• 2.1 MIMO-OFDM系统模型
• 2.2 最优检测算法
• 2.3 线性检测算法
• 2.4 基于干扰消除的检测算法
• 2.4.1 排序串行干扰对消检测算法（OSIC）
• 2.4.2 基于MMSE的并行干扰对消检测算法（MMSE-PIC）
• 2.5 数字仿真结果和分析
• 2.5.1 仿真参数描述
• 2.5.2 仿真结果和分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 MIMO-OFDM系统信道估计技术
• 3.1 MIMO-OFDM系统信道估计综述
• 3.1.1 信道估计算法分类
• 3.1.2 二维导频图案设计
• 3.1.3 基于内插的典型信道估计算法
• 3.2 一种新的基于相位补偿的优化信道估计算法
• 3.2.1 信道估计系统模型
• 3.2.2 MIMO-OFDM信道估计原理分析
• 3.2.3 基于相位补偿的优化信道估计
• 3.3 数字仿真结果和分析
• 3.3.1 单天线条件下信道估计算法性能仿真和分析
• 3.3.2 多天线条件下信道估计算法性能仿真和分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 MIMO-OFDM系统中Turbo接收机设计
• 4.1 Turbo接收机简介
• 4.2 MIMO-OFMD系统中Turbo接收机方案设计
• 4.2.1 MIMO信号检测算法选型
• 4.2.2 导频序列选型
• 4.2.3 信道估计算法选型
• 4.2.4 信道编译码选型
• 4.2.5 MIMO-OFDM系统结构设计
• 4.3 数字仿真结果和分析
• 4.3.1 仿真参数描述
• 4.3.2 仿真结果和分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 本文的贡献
• 5.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果
• 个人简历