论文题目: 宽带无线通信系统中的同步和信道估计算法
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 李军
导师: 廖桂生
关键词: 无线通信系统,正交频分复用,单载波频域均衡,多输入多输出,智能天线,载波频偏估计,定时同步,信道估计
文献来源: 西安电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 未来的宽带无线通信系统的目标是实现无所不在的、高速、可靠的移动多媒体传输。正交频分复用(OFDM)技术、单载波频域均衡技术(SC-FDE)和多天线技术都是有助于达到这一目标的有效技术。在多径衰落信道下的同步和信道估计是宽带无线通信系统中需要解决的重要问题。随着集成电路技术的发展,芯片的处理能力飞速增长,一些较为复杂的算法也可以实现,这使得人们有能力进一步追求高的性能。未来无线通信系统希望在不同的无线环境中参数化的解能达到或接近优化性能。从系统设计最优化的角度考虑,对各相关参数应该联合估计。同时,在不同情况下参数估计所能达到的性能极限也是一个十分重要的问题。本论文主要针对宽带无线通信系统接收机,设计和分析定时同步、载波频偏和信道参数单独或联合估计算法,并研究了一些情况下估计这些参数所能达到的极限性能。概括起来,本文的主要内容如下: 1.针对类ESPRIT盲频偏估计方法在小样本下性能急剧恶化,提出了一种基于传播算子的OFDM载波频偏盲估计的闭式解。该算法用构造的数据矩阵计算出传播算子,然后借助于传播算子推导出频偏估计的表达式。为了在小样本时仍能有效估计,用对角加载技术对传播算子的计算公式作了修正。仿真表明,无论在高斯白噪声(AWGN)信道还是多径衰落信道中,该算法在即使1、2个码元样本时,都有较好的估计性能,克服了类ESPRIT算法需要较多样本做统计的不足。同时,与类ESPRIT相同,该算法的估计范围是整个OFDM有用信号带宽,因此具有频偏估计范围大的优点。 2.提出了多径衰落信道下,基于最大似然(ML)准则的OFDM频偏、定时和信道参数联合估计代价函数。通过对代价的进一步推导求解,得出了不同情况下的三个估计算法,这些算法都是基于导频的。首先通过推导,得到了一种整数频偏(IFO)、定时和信道联合估计算法,该算法用FFT和一维搜索同时获得IFO和定时参数,然后进一步获得信道参数,在信道阶数未知的情况下,我们对算法做了调整,用循环前缀(CP)长度代替信道阶数,仿真显示,这种代替对最终性能影响不大;其次,在无载波频偏情况下,对以上算法简化,得到了一种多径衰落信道下定时估计算法,在信道阶数未知情况下,我们用在码元前端补零的方法有效消除了用CP长度代替信道阶数产生的定时测度平台;最后,我们通过把导频码元设计成相同的两部分,提出了一种FFO和定
论文目录:
摘要
ABSTRACT
常用符号表
第一章 绪论
1.1 宽带无线通信技术
1.1.1 OFDM技术
1.1.2 单载波频域均衡
1.1.3 多天线技术
1.2 同步和信道估计
1.3 本文的主要内容
参考文献
第二章 无线通信的信道特性和模型
2.1 无线信道的传播特性
2.1.1 自由空间的路径损耗
2.1.2 阴影衰落
2.1.3 反射、绕射和散射
2.1.4 信道的时变特性
2.2 多径衰落信道模型
2.2.1 信道冲击响应模型
2.2.2 功率时延剖面
2.2.3 频率选择性衰落信道
2.2.4 信号的包络和相位分布
2.3 本文所用的多径衰落信道举例
2.4 本章小结
参考文献
第三章 基于传播算子的OFDM盲频偏估计闭式解
3.1 引言
3.2 OFDM系统基带信号模型
3.3 载波频偏对OFDM系统性能影响
3.4 传播算子方法的基本思想
3.5 算法的提出和推导
3.5.1 问题的数学描述
3.5.2 类ESPRIT方法
3.5.3 传播算子方法估计CFO
3.6 计算机仿真结果
3.7 本章小结
参考文献
第四章 OFDM系统中码元定时、载波频偏和信道参数估计
4.1 引言
4.2 问题的数学模型
4.3 最佳码元定时同步区域分析
4.4 频偏、定时和信道参数估计
4.4.1 基于ML的联合估计代价函数
4.4.2 IFO、定时和信道联合估计
4.4.3 信道阶数未知时的估计
4.4.4 多径衰落信道下的定时估计算法
4.4.5 FFO和码元定时联合估计
4.4.6 从ML到SCA
4.5 仿真结果与性能分析
4.5.1 信道阶数未知对代价函数的影响
4.5.2 IFO估计仿真与性能分析
4.5.3 码元定时估计仿真与性能分析
4.5.4 误符号率仿真与分析
4.6 本章小结
参考文献
第五章 MIMO-OFDM系统中载波频偏和信道参数估计
5.1 引言
5.2 MIMO-OFDM系统的数学模型
5.3 CFO和信道估计
5.3.1 CFO和信道联合估计算法
5.3.2 信道阶数未知时的估计
5.3.3 码元定时误差对估计的影响
5.4 CRLB
5.5 跟踪模式
5.6 性能评估与分析
5.6.1 信噪比对估计性能的影响分析
5.6.2 导频数对估计性能的影响分析
5.6.3 CFO变化对估计的影响分析
5.6.4 信道和CFO的跟踪性能
5.6.5 跟踪模式下系统的误符号性能
5.7 本章小结
附录：FISHER信息矩阵的推导
参考文献
第六章 补零的单载波频域均衡系统中的盲信道估计
6.1 引言
6.2 ZP-SC-FDE系统的数学模型
6.3 信道辨识的充分条件
6.4 利用补零的盲信道估计
6.4.1 信道估计的频域方法
6.4.2 信道估计的时域方法
6.4.3 频域和时域估计的等价性
6.5 仿真与性能分析
6.5.1 估计性能和信噪比的关系
6.5.2 估计性能与数据块数目的关系
6.5.3 对信道阶数过估计的稳健性
6.6 本章小结
参考文献
第七章 智能天线系统中导频辅助的载波频偏估计
7.1 引言
7.2 CRLB及其分析
7.3 抗CCI的频偏估计算法
7.4 计算机仿真结果
7.4.1 干扰对频偏估计性能的影响
7.4.2 算法抑制CCI及阵元和导频数目对性能影响
7.5 本章小结
附录：CRLB推导
参考文献
第八章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
博士学习阶段(合作)撰写与发表的学术论文
博士期间参加的项目
发布时间: 2007-01-10
参考文献
- [1].宽带无线数字通信关键技术研究[D]. 李峰.西安电子科技大学2003
- [2].宽带无线通信系统中的载波同步及天线校准研究[D]. 谢玉堂.中国科学技术大学2006
- [3].宽带无线通信中小波包多载波调制技术研究[D]. 周雷.西安电子科技大学2006
- [4].脉冲宽带无线通信关键技术研究[D]. 吴斌.东南大学2015
- [5].宽带多制式无线通信信号解调测试算法研究[D]. 阎啸.电子科技大学2010
- [6].宽带无线通信系统中关键技术研究[D]. 郭漪.西安电子科技大学2008
- [7].下一代宽带无线通信系统（MIMO-OFDM）关键技术研究[D]. 沙毅.东北大学2010
- [8].未来宽带无线通信系统资源分配技术研究[D]. 滕颖蕾.北京邮电大学2011
- [9].Turbo MIMO宽带无线通信系统关键技术研究[D]. 石海.上海大学2008
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相关论文
- [1].正交频分复用（OFDM）移动通信系统关键技术的研究[D]. 宋铁成.东南大学2006
- [2].MIMO-OFDM系统中的信道估计和检测技术[D]. 周志刚.东南大学2005
- [3].OFDM和MIMO系统的信道估计、干扰消除和信号检测[D]. 兰洋.东南大学2005
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