TD-LTE系统信道估计技术研究

论文摘要

本文主要研究无线衰落信道条件下基于MIMO-OFDM技术的TD-LTE系统下行链路接收机信道估计与信道模型化参数估计的关键技术。论文首先简要介绍了移动通信技术的发展现状,阐述了MIMO-OFDM传输技术的基本原理和数学思想,并对无线传输信道的基本特征和重要参数进行了分析。然后,在传统的基于频域导频的MIMO-OFDM信道估计算法的基础上,利用数字信号处理的基本原理,并根据TD-LTE系统的帧结构,提出了一种基于信道状态的自适应信道估计改进算法,该算法能够根据多径时延和多普勒频移等信道参数的动态变化,自适应选择最优内插滤波系数。最后,针对自适应信道估计算法对信道模型化参数的要求,研究了信道最大时延和最大多普勒频移估计算法,并对多普勒估计算法进行了改进。全文算法均使用Matlab对其性能进行了充分的仿真与比较,仿真结果表明,所提算法在低复杂度条件下可以获知当前信道模型化参数近似统计信息,在各种复杂的多天线信道环境下具有较好的抵抗频率/时间选择性衰落的性能,并且能有效克服传统信道估计算法按照最恶劣信道情况上限进行设计所导致的非匹配估计的性能损失。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的发展现状
• 1.2 信道估计的意义和研究现状
• 1.3 本文主要研究工作与章节安排
• 第二章 MIMO-OFDM 技术与无线信道特性
• 2.1 MIMO-OFDM 技术介绍
• 2.1.1 OFDM 系统基本原理
• 2.1.2 MIMO 技术概述
• 2.1.3 MIMO-OFDM 系统
• 2.2 TD-LTE 系统介绍
• 2.2.1 TD-LTE 系统下行链路结构介绍
• 2.2.2 TD-LTE 系统帧结构
• 2.3 无线信道传播特性
• 2.3.1 小尺度衰落
• 2.3.2 无线衰落信道的相关特性
• 2.4 空间信道模型
• 第三章 TD-LTE 系统下行信道估计
• 3.1 TD-LTE 下行链路导频分析
• 3.2 基于频域导频的MIMO-OFDM 信道估计原理
• 3.3 导频子载波的信道估计算法
• 3.3.1 LS 估计
• 3.3.2 MMSE 估计
• 3.4 数据子载波的信道内插算法
• 3.4.1 维纳内插滤波算法
• 3.4.2 抑制噪声的2×1-D 维纳滤波估计
• 3.4.3 基于DFT 的内插滤波算法
• 3.4.4 多项式内插算法
• 3.4.5 FIR 低通滤波算法
• 3.4.6 基于DPS 序列的信道估计
• 3.4.7 内插滤波算法优缺点分析
• 3.5 TD-LTE 系统自适应信道估计
• 3.5.1 导频点低复杂度重叠分块 LMMSE 估计算法
• 3.5.2 二维自适应内插滤波算法
• 3.5.3 边缘子载波的估计方案
• 3.5.4 算法性能分析
• 第四章 信道模型化参数估计
• 4.1 信道多径时延检测
• 4.1.1 基于变换域的多径时延估计
• 4.1.2 信道频率方向相关性检测
• 4.2 信道多普勒频移估计
• 4.2.1 Clarke 模型的多普勒功率谱
• 4.2.2 基于信道冲激响应的多普勒频移估计
• 4.2.3 基于导频信号的多普勒估计
• 4.2.4 简化的多普勒频移估计算法
• 4.3 信道噪声功率估计
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献