论文摘要
正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术由于其能有效对抗多径和具有较高的频谱利用率,而被欧洲音频数字广播系统（Digital Audio Broadcasting,DAB）和视频数字广播系统（Digital Video Broadcasting,DVB）等各种无线通信标准所广泛采用,并成为下一代移动通信系统（Beyond 3rd Generation,B3G）的备选方案。中国于2006年10月推出的中国移动多媒体广播行业标准CMMB系统物理层调制方式也采用了正交频分复用（OFDM）结构。OFDM系统高数据传输率,高传输质量和高移动性的要求对信道估计和信号检测技术也提出了更高的要求。本论文主要讨论了以中国移动多媒体广播（CMMB）系统为代表的基于正交频分复用（OFDM）技术的基带解调器芯片设计中的信道估计技术。论文首先对无线广播信道传播特性进行介绍,详细分析了CMMB系统仿真建模采用的信道模型和接收机非理想因素对于基带解调器带来的影响。考虑到由于OFDM系统中的信道具有频率选择性和时变特性,会引起传输信号幅度和相位的畸变,要在接收端及时地获得信道状态信息,实现实时而准确的相干解调,必须对信道进行动态的信道估计,因此,本文在详细介绍OFDM系统常见信道估计插值算法的基础上,结合CMMB物理层帧协议和传输信道的特点,通过仿真提出了适用于CMMB解调器的维纳插值算法及其硬件电路结构,该方案相比其他的内插算法有2-5dB的性能增益,其不仅能降低实现复杂度,而且能在恶劣的环境下获得良好的系统性能,针对CMMB系统中导频位置基于LMMSE算法存的问题提出了具体的解决方案,通过将不连续的导频结构分散进行处理,使系统的性能仿真与预期相符,同时提出了动态信道估计算法,通过预估系统多普勒频偏的大小灵活的选取时间轴线性插值系数从而提高系统在多普勒频偏较大情况下的性能,最后提出了阈值信道估计方法及其硬件电路结构,通过导频信息实时判断信道变化,减少维纳插值滤波器的运算次数,进一步降低信道估计模块的硬件功耗。通过仿真验证表明,系统在信道不是很恶劣的情况下,阈值信道估计的功耗仅仅为维纳插值信道估计功耗的1／6.