MIMO-OFDM系统中信道估计算法研究

MIMO-OFDM系统中信道估计算法研究

论文摘要

在无线移动通信工程中,信道估计是接收机设计中最关键、最复杂的问题之一,本文主要是探索新一代无线移动通信系统中信道估计技术。无线移动通信自诞生以来,其发展速度令人惊叹。第二代移动通信系统己经经历了飞速发展的阶段,目前第三代数字移动通信系统正处于商用化的前期,它将能提供语音、数据、视频等多媒体业务,在此基础上,下一代后三代或第四代移动通信系统的研究工作已经开始展开。下一代无线移动通信系统最主要的特征在于其能够提供高数据速率、大系统容量的无线通信业务。目前高数据速率、大系统容量的移动通信业务的需求正在迅速扩大,移动因特网、多媒体业务等均需要高数据速率、大系统容量的支持,但是,移动信道的种种物理特点,如带宽限制、传播损耗、时变特性、噪声干扰多径衰落等等,都影响了高速无线移动通信的可靠性因此为获得较高的数据速率和较可靠的通信性能,新一代无线移动通信系统必须采用能够提高频谱效率的新技术。MIMO-OFDM技术将OFDM与空时编码技术有机的结合在一起,能够大幅度的提高无线通信系统的信道容量和传输速率,并能有效的抵抗多径衰落、抑制干扰和噪声。本文在分析移动无线信道衰落特性的基础上,阐述了MIMO-OFDM系统的基本原理,描述了多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统的多种信道估计方法,主要集中在基于训练序列的最小均方误差(MMSE)信道估计,介绍了MMSE信道估计基本算法和它的改进算法,并且对这些算法的有效性和可行性进行了全面地分析与比较。最后基于MMSE准则,使用特殊的训练序列结构和简化的低阶近似估计算法,提出了一种新的信道估计算法,并对其原理、性能和实用性进行了分析。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 移动通信技术的发展历程
  • 1.2 技术现状与背景
  • 1.3 研究无线信道估计的重要性与意义
  • 1.4 MIMO-OFDM 系统信道估计算法
  • 1.4.1 算法研究现状及待解决的问题
  • 1.4.2 本论文的贡献及主要理论依据
  • 1.5 论文的主要工作及章节安排
  • 2 无线信道
  • 2.1 移动无线信道的衰落特性
  • 2.1.1 多径衰落对信号的影响
  • 2.1.2 衰落信道的动态特性
  • 2.2 本文使用的无线信道的仿真模型
  • 2.3 本章小结
  • 3 MIMO-OFDM 系统的基本原理
  • 3.1 OFDM 基本原理
  • 3.1.1 OFDM 信号的数学描述
  • 3.1.2 OFDM 信号的矩阵表达形式
  • 3.1.3 OFDM 系统的优缺点
  • 3.2 MIMO 基本原理
  • 3.2.1 空间复用(SM)增益
  • 3.2.2 分集(Diversity)增益
  • 3.3 MIMO-OFDM 技术简介
  • 3.3.1 MIMO-OFDM 系统结构
  • 3.3.2 MIMO-OFDM 系统原理
  • 3.4 本章小结
  • 4 MIMO-OFDM 系统的信道估计
  • 4.1 概述
  • 4.1.1 信道估计过程
  • 4.1.2 导频设计形式
  • 4.2 MIMO-OFDM 系统模型
  • 4.2.1 信号模型
  • 4.2.2 信道模型
  • 4.3 基于训练序列的MMSE 信道估计
  • 4.3.1 基本算法
  • 4.3.2 改进算法
  • 4.3.3 新的算法
  • 4.3.4 仿真及结论
  • 4.4 本章小结
  • 5 结束语
  • 5.1 论文工作总结
  • 5.2 后续研究工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录: 作者在攻读学位期间发表的论文目录
  • 相关论文文献

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