WiMAX 中非盲信道估计算法研究

论文摘要

随着数据、图像、视频等多媒体业务的出现,人们对带宽和性能的要求不断提高,一系列的技术标准相应出台,WiMAX技术也是在此背景下脱颖而出。WiMAX采用OFDM技术、自适应调制与编码技术、QoS机制等先进技术,要使这些技术优势得以发挥,还必须有其它技术例如信道估计技术等辅助完成。信道估计根据是否使用训练序列或者导频分为非盲信道估计、盲信道估计和半盲信道估计。本文主要研究WiAMX的OFDM物理层的非盲信道估计算法。由于无线信道是时变信道,信道估计都是在无线信道特性基础上进行的,所以本文首先介绍无线时变信道的特性及其对系统性能的影响。然后,利用前导码和导频来进行信道估计。在计算导频位置子载波频域响应过程中讨论了LS算法、MMSE算法。在得到导频位置频域响应基础上,论文对线性插值算法、sinc插值算法、变换域插值算法这四种算法进行了讨论,并通过Matlab对其算法性能进行分析。最后,为抑制噪声对信道估计的影响,采用低维Kalman滤波在时域对每个子载波进行估计,在频域利用最小均方误差准则合并器完成对所有导频信道的估计。然后利用信道子载波频域相关特性对估计结果进行算法简化。基于上面的算法,采用前导码-导频联合信道估计算法,用导频估计结果去修正前导符号估计结果,使得估计结果达到最优。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 WiMAX
• 1.2.1 IEEE 802.16 系列标准
• 1.2.2 WiMAX 技术优势
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2. 无线信道及OFDM 通信系统
• 2.1 无线信道的特性
• 2.1.1 信道的衰落
• 2.1.2 信道的时变特性
• 2.2 OFDM 系统的基本原理
• 2.2.1 OFDM 系统子载波调制
• 2.2.2 WirelessMAN-OFDM 符号描述及帧结构
• 2.3 循环前缀（CP）的作用
• 2.3.1 循环前缀的选择
• 2.3.2 循环前缀对OFDM 系统性能的影响
• 2.4 多普勒频移影响下OFDM 系统性能仿真
• 2.5 本章小结
• 3. WiMAX 中采用OFDM 系统的非盲信道估计
• 3.1 OFDM 的前导码和导频估计的导频插入方式
• 3.2 OFDM 系统和信道估计模型
• 3.3 导频子载波估计算法
• 3.3.1 最小二乘信道估计算法
• 3.3.2 最小均方误差信道估计算法
• 3.3.3 导频子载波估计的性能仿真及结果分析
• 3.4 数据子载波估计算法
• 3.4.1 内插算法
• 3.4.2 数据子载波估计算法的性能仿真及分析
• 3.5 本章小结
• 4. 基于Kalman 滤波的信道估计算法
• 4.1 Kalman 滤波理论
• 4.1.1 Kalman 滤波的提出和发展
• 4.1.2 Kalman 滤波器原理
• 4.2 改进的Kalman 滤波信道估计算法
• 4.2.1 基于前导码的低维Kalman 滤波时域估计
• 4.2.2 频域修正算法
• 4.2.3 简化修正算法
• 4.2.4 性能仿真及结果分析
• 4.3 前导码和导频联合估计
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集