MIMO-OFDM系统中的信道估计及信号检测技术研究

论文题目: MIMO-OFDM系统中的信道估计及信号检测技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 朱敏

导师: 高西奇

关键词: 多输入多输出系统,正交频分复用,空时分组码,空频分组码,垂直分层空时结构,信道估计,球形检测,最大似然检测

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在移动通信系统中,MIMO系统利用多个天线进行发送和接收信号能够增加信道容量,并且在使用相同的总功率和带宽的条件下与SISO系统相比它有着极高的频谱利用率。理想条件下,MIMO系统容量随天线数目线性增加。目前,MIMO技术已成为第三代及未来移动通信系统实现高数据速率、高传输质量、高系统容量的关键技术之一。MIMO技术可以应用于实际系统的关键因素是其检测算法性能的好坏和运算复杂度的高低。寻找高性能低复杂度的检测算法一直是MIMO领域的重要研究方向。在未来宽带MIMO无线通信系统中,通常面临频率选择性衰落信道,传统高性能均衡器就会变得异常复杂。OFDM技术是一种高效的多载波调制技术,能够对抗频率选择性衰落、降低码间干扰。由于未来移动通信将使用较宽的无线带宽传输各种信号,从而OFDM技术成为未来移动通讯的关键技术之一。将OFDM技术应用于宽带MIMO系统是提高带宽效率、降低接收机复杂度的重要途径。MIMO技术和OFDM结合通常有两种方法:一种是利用多天线实现空分复用,提高数据比特率;另外一种是利用多天线实现空间分集,提高传输可靠性。优质的信道估计算法及高性能低复杂度的检测算法是MIMO-OFDM系统的研究热点。在OFDM系统中,系统对频偏敏感从而使用相干检测,为了提高系统性能,信道参数估计是一项重要的技术。信道估计器通常分为两类:判决反馈估计器和导频符号辅助估计器。从接收机复杂度和性能要求出发,导频辅助估计器是较为常用的方法。根据使某种误差最小的准则一般可分为最小二乘估计器(LS)、最小均方误差估计器(MMSE)。实际应用中,如何设计一种既有较低的复杂度又有很强的信道跟踪能力的信道估计器,是一个比较困难的问题,尤其是在MIMO-OFDM系统中。本论文第三章从导频序列的设计开始,首先研究了时变频率选择性衰落信道下MIMO-OFDM系统的传统的信道估计技术,并将性能仿真结果进行比较和分析。空时编码是将空间域上的发射分集和时间域上的信道编码相结合的联合编码技术。空时分组码由于其运算简便、译码复杂度低而成为目前最广泛的一种编码。空时分组编码在OFDM中的应用可以采用在空间域-时域编码或者空间域-频域编码两种编码方式进行。根据空时/空频-OFDM系统发送信号的特殊结构,可以采用另外一种方法估计信道频响,本论文第四章对这种信道估计方法性能以及理想信道估计下的空时/空频-OFDM系统误码率性能进行了仿真和研究。在平坦衰落环境中,MIMO系统的检测技术主要包括两类:最优及次最优方案。最大似然检测是最优的检测方法,但是在实际应用尤其在高阶调制和多天线系统中它的复杂度极高。因此近似最大似然误码率性能但是复杂度比它低的检测方案成为研究热点,比如球形译码和次最优检测方法。本论文第五章研究了时变频率选择性衰落信道下VBLAST-OFDM系统中的各种检测技术,首先研究了最大似然检测及球形译码,接着从迫零(ZF)检测和最小均方(MMSE)检测出发,研究了串行干扰消除检测(SIC)和排序的串行干扰消除检测(OSIC),最后将仿真得到的性能加以对比及分析。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 论文背景

1.2 移动通信系统中多天线技术的概念

1.2.1 空时编码

1.2.2 空时分层结构

1.3 OFDM 技术的概念

1.3.1 多载波及OFDM 技术的发展与应用

1.3.2 OFDM 技术的优缺点

1.4 论文研究工作概述

第二章 移动通信信道及MIMO-OFDM 系统

2.1 移动通信的信道特性及建模

2.1.1 移动通信的信道特性

2.1.2 小尺度衰落

2.1.3 随机时变衰落信道的几种统计模型

2.1.4 频率选择性信道的抽头延迟线模型

2.2 MIMO-OFDM 系统模型

2.2.1 MIMO 系统

2.2.2 OFDM 系统

2.2.3 MIMO-OFDM 系统模型

2.3 本章小结

第三章 MIMO-OFDM 系统的信道估计方法

3.1 导频模式的设计

3.1.1 导频的时频域间隔

3.1.2 导频的形式

3.2 信道估计的基本方法

3.2.1 最小二乘估计（Least Square）

3.2.2 最优训练序列

3.3 基于Wiener 滤波器的信道估计方法

3.3.1 二维Wiener 信道估计(LMMSE)

3.3.2 一维Wiener 滤波

3.3.3 奇异值分解

3.4 插值与滤波

3.4.1 插值方法

3.4.2 基于DFT 的滤波方法

3.5 仿真结果及分析

3.6 本章小结

第四章 STBC-OFDM 及SFBC-OFDM 系统

4.1 空时分组码基本原理

4.1.1 最大比合并（MRC）

4.1.2 空时分组码的最大似然检测

4.1.3 空时分组码的构造

4.2 STBC-OFDM

4.3 SFBC-OFDM

4.4 仿真结果及分析

4.5 本章小结

第五章 VBLAST-OFDM 系统及信号检测

5.1 V-BLAST 的发射结构

5.2 VBLAST-OFDM 系统及信号检测技术

5.2.1 最大似然检测（MLD）

5.2.2 球形检测（SD）

5.2.3 次最优线性检测算法（LD）：干扰置零

5.2.4 次最优非线性检测算法（LD）：干扰消除

5.3 仿真性能及分析

5.4 本章小结

致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].MIMO-OFDM无线通信系统的信道估计方法研究[D]. 赵超.华南理工大学2010
• [2].MIMO-OFDM系统中的信道估计与导频设计研究[D]. 许一波.北京邮电大学2006
• [3].MIMO-OFDM系统的信道估计[D]. 陆阳阳.上海师范大学2007
• [4].MIMO-OFDM系统中信道估计及迭代干扰消除方法研究[D]. 姜来为.哈尔滨工业大学2011
• [5].MIMO-OFDM系统中的信道估计研究[D]. 李景玉.北京邮电大学2006
• [6].MIMO-OFDM系统及其信道估计性能界限研究[D]. 王宪.华东理工大学2011
• [7].MIMO-OFDM系统中的信道估计研究[D]. 戚小玉.北京交通大学2010
• [8].MIMO-OFDM系统下的信道估计和均衡[D]. 李金珠.西安电子科技大学2009
• [9].MIMO-OFDM系统信道估计方法研究[D]. 陈逸.东南大学2006
• [10].MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D]. 宋楠.哈尔滨工程大学2010

相关论文

• [1].MIMO-OFDM系统中的信道估计技术研究[D]. 白阳.西安电子科技大学2006
• [2].基于导频的MIMO-OFDM系统信道估计算法研究[D]. 胡静.西安电子科技大学2006
• [3].MIMO-OFDM系统信道估计方法研究[D]. 陈逸.东南大学2006
• [4].MIMO-OFDM无线系统信道估计和均衡技术研究[D]. 龚霄翔.上海交通大学2007
• [5].基于训练序列的MIMO-OFDM信道估计技术[D]. 郑维珺.上海交通大学2007
• [6].MIMO-OFDM系统中的信道估计的研究[D]. 武士勇.东南大学2005
• [7].MIMO-OFDM系统容量及信道估计技术研究[D]. 王丽.吉林大学2007
• [8].MIMO-OFDM系统中信道估计算法研究[D]. 王思宇.吉林大学2007
• [9].MIMO-OFDM系统中信道估计与信号检测的研究[D]. 康瑞.华中师范大学2007
• [10].MIMO-OFDM系统的空时分集、信道估计与信号检测技术[D]. 李媛霞.西安电子科技大学2005

标签：多输入多输出系统论文;  正交频分复用论文;  空时分组码论文;  空频分组码论文;  垂直分层空时结构论文;  信道估计论文;  球形检测论文;  最大似然检测论文;