OFDM系统中基于隐藏导频的信道估计与跟踪

OFDM系统中基于隐藏导频的信道估计与跟踪

论文摘要

作为多载波传输技术之一的正交频分复用(OFDM)能在高速数据传输系统中有效地减小符号间干扰(ISI),并有效地对抗多径衰落和时延扩展,所以,OFDM技术已经成为新一代无线通信核心技术之一。由于无线信道的特性,使得信道估计成为对抗多径效应不可缺少的关键环节。如果不进行信道估计或是信道估计得不准确,接收端就难以正确地解调出有用信号或是解调出的有用信号难以达到系统的性能要求。故信道估计就需要实时地得到信号历经信道的精确响应值。目前最常用的信道估计的算法是基于导频的信道估计。这类信道估计的算法是将导频插入到发送的信息序列当中,这必定会浪费一定的系统带宽来发送导频信号。隐藏导频信道估计的方法是在所需要发送的数据符号上叠加上已知的导频,这样就不需要占用固定的子载波和时隙,节约了有效带宽。一般这种算法多在时域上叠加导频序列,并利用了调制后发送信号和加性噪声为零均值的特性,来消除发送信号与噪声对于信道估计影响,从而得到较为精确的信道估计值。目前隐藏导频信道估计存在着两大问题,其一是发送功率问题,其二是峰平比(PAPR)问题。而这两大问题都与选择的导频序列有关。当前的隐藏导频信道估计多采用周期冲激序列和模值恒定的序列做隐藏导频。但是这两种序列都存在着各自的优缺点。周期冲激序列在发送功率上会比较小,但是其在频域会产生极大的峰均比,可能淹没频域发送的信号,不适于多载波的OFDM系统。而模值恒定的序列,可以达到最优的PAPR和精确的信道估计,但是它势必会大大增加发送功率。因此,本文先提出了一种基于隐藏导频的信道跟踪算法。该算法结合以上两种隐藏导频序列,在发送功率和峰平比之间作了一个折中,以缓解了发送功率和PAPR过大的问题,仿真结果表明该算法能达到较好的信道估计性能。但是由于该算法局限于信道变化较慢的信道,影响了其使用范围,故本文又提出了一种将隐藏导频与传统插入导频信道估计结合的跟踪算法。这种算法能使用于变化较快的信道,虽然在跟踪部分仍然使用了传统插入导频的方式做跟踪,但是由于在第一时刻使用隐藏导频估计出了整个信道的情况,故在跟踪部分可以较少的插入导频,节省了系统的带宽资源的。仿真结果也显示该算法能得到较好的信道估计性能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 问题的提出
  • 1.3 解决方案
  • 1.4 论文的研究内容及其组织
  • 第二章 OFDM 统信道估计概述
  • 2.1 无线信道
  • 2.1.1 引言
  • 2.1.2 影响小尺度衰落因素
  • 2.1.3 多普勒频移
  • 2.1.4 多径信道的描述参数
  • 2.1.5 衰落信道的统计特性
  • 2.2 OFDM 信道估计基本原理
  • 2.3 导频辅助信道估计
  • 2.3.1 导频的选择与插入
  • 2.3.2 导频位置的信道估计
  • 2.3.3 基于内插的信道估计
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 基于隐藏导频的信道估计
  • 3.1 引言
  • 3.2 基于隐藏导频信道估计的系统模型
  • 3.3 不同类型的隐藏导频的信道估计
  • 3.3.1 周期隐藏导频
  • 3.3.2 非周期隐藏导频
  • 3.3.3 隐藏导频序列比较
  • 3.4 隐藏导频的功率与峰平比问题
  • 3.4.1 隐藏导频的功率问题
  • 3.4.2 隐藏导频的峰平比问题
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 基于隐藏导频的信道跟踪
  • 4.1 引言
  • 4.2 隐藏导频自适应跟踪算法
  • 4.2.1 信号模型及分析
  • 4.2.2 自适应跟踪
  • 4.3 时域隐藏导频频域跟踪算法
  • 4.3.1 隐藏导频的选取
  • 4.3.2 信道跟踪算法
  • 4.3.3 算法仿真
  • 4.4 隐藏导频与传统导频结合跟踪算法
  • 4.4.1 导频的选取
  • 4.4.2 信道跟踪算法
  • 4.4.3 算法仿真
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间撰写和发表的论文
  • 相关论文文献

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