基于LTE-MIMO的下行信道估计及信道均衡算法研究

论文摘要

本文主要研究无线宽带移动通信环境下MIMO-OFDM系统的信道估计和信道均衡算法。首先，讨论了基于频域导频的OFDM信道估计算法，包括LS算法、MMSE算法、经SVD分解的LMMSE算法、时域DFT变换算法，并针对以上传统算法或性能不足或运算过于复杂提出了一种基于FIR低通滤波降噪的算法。然后，对常用的各种信道内插算法进行论述，包括：常值内插，线性内插，二次内插和DFT内插算法，并对各种算法的优缺点进行了分析和比较。最后，对上述讨论的信道估计算法进行了仿真，并对仿真结果进行了比较验证。由于OFDM系统引入了循环前缀，理论上可以完全消除系统码间串扰，因此可以在接收端采用简单的单抽头频域滤波器实现信道的均衡。但考虑到无线移动信道的多径特性及其时变性，本文讨论了几种传统的信道均衡算法及其应用的可能性，包括频域迫零均衡算法、MAP均衡算法以及基于矩阵QR分解原理的QR-MAP算法。此外还对基于判决反馈原理的非线性信道均衡算法进行了介绍，如QR-SIC-MAP和QR-SIC-ZF两种串行干扰消除算法。最后结合MAP算法的原理，提出了一种简化的QRM-MAP算法，通过合理地选择最小欧氏距离权值的星座点个数，可以达到与MAP算法近似的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 MIMO-OFDM 的关键技术
• 1.1.1 信道估计技术
• 1.1.2 空时信号处理技术
• 1.1.3 同步技术
• 1.1.4 分集技术
• 1.2 信道估计及信道均衡算法概述
• 1.2.1 MIMO-OFDM 信道估计算法概述
• 1.2.2 MIMO-OFDM 信道均衡算法概述
• 1.3 论文的研究背景和主要研究内容
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 LTE 系统物理层结构及基带模型
• 2.1 LTE 系统物理层结构
• 2.1.1 LTE 系统帧结构
• 2.1.2 LTE 下行时隙结构和物理资源
• 2.1.3 LTE 下行导频
• 2.2 MIMO-OFDM 模型
• 2.2.1 OFDM 技术
• 2.2.2 MIMO 技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 移动无线信道
• 3.1 引言
• 3.2 无线移动信道的基本特性
• 3.3 无线信道传输模型
• 3.3.1 无线信道的容量
• 3.3.2 无线信道的衰落模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 LTE-MIMO 下行信道估计算法
• 4.1 引言
• 4.2 OFDM 信道估计系统基带模型
• 4.3 基于频域导频的信道估计方法
• 4.4 接收端导频位置信道冲激响应的估计
• 4.4.1 LS（最小二乘）算法
• 4.4.2 MMSE（最小均方误差）及 SVD 分解算法
• 4.4.3 时域 DFT 变换算法
• 4.4.4 FIR 低通滤波算法
• 4.5 信道估计各种内插算法
• 4.5.1 线性内插
• 4.5.2 二阶内插
• 4.5.3 DFT 插值
• 4.6 基于导频信道估计的性能仿真及分析
• 4.6.1 仿真参数设置
• 4.6.2 性能仿真及分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 LTE-MIMO 下行信道均衡算法
• 5.1 引言
• 5.2 OFDM 信道均衡算法
• 5.2.1 ZF 算法
• 5.2.2 传统 MAP 算法
• 5.2.3 QR-MAP 算法
• 5.2.4 QR-SIC-MAP 算法
• 5.2.5 QR-SIC-ZF 算法
• 5.2.6 QRM-MAP 算法
• 5.3 信道均衡算法性能仿真及分析
• 5.3.1 仿真参数设置
• 5.3.2 ETU70 低相关信道
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录A 各调制方式对应的标准星座图