MIMO-OFDM系统信道估计与自适应技术的研究

论文摘要

MIMO-OFDM系统将正交频分复用技术和多天线技术有机的结合在一起,能够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。业界建议将多输入多输出-正交频分复用（MIMO-OFDM）作为未来宽带无线接入的核心技术。在无线移动通信中,信道估计是接收机中最关键的问题之一。在接收端除了需要低复杂度高性能的检测算法外,还需要对信道进精确的估计。同时根据信道状态信息,动态的改变每个子载波的发送参数来优化系统的总体性能。这种情况称为自适应功率和比特分配,即根据实时信道状态信息,把发射功率和传输信息比特动态的分配到每个子载波上以达到优化系统性能的目的。本文在分析无线信道衰落特性的基础上,阐述了MIMO,OFDM相关的原理和MIMO-OFDM系统,介绍了MIMO-OFDM系统的多种信道估计方法,主要包括基于最小二乘（LS）准则的信道估计算法和最小均方误差（MMSE）准则的估计算法,并且结合MATLAB仿真对这些算法的有效性和性能进行了全面地分析与比较。随后研究了MIMO-OFDM系统下的自适应比特功率分配技术,在介绍了三种优化准则和经典注水算法之后,分别对三种自适应算法:Hughes-Hartog算法、Chow算法、Fischer算法进行了研究。最后在Chow算法基础上提出了一种新的基于子载波分组自适应比特功率分配算法,并对性能和实用性进行了MATLAB仿真分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 本文研究的内容
• 第2章 MIMO-OFDM系统概述
• 2.1 引言
• 2.2 无线衰落信道
• 2.2.1 无线信道特点
• 2.2.2 信道衰落模型
• 2.3 OFDM原理
• 2.3.1 OFDM频谱
• 2.3.2 保护间隔和循环前缀
• 2.3.3 OFDM调制、解调与DFT实现
• 2.3.4 OFDM系统
• 2.3.5 OFDM技术优缺点
• 2.4 MIMO技术
• 2.4.1 MIMO系统模型与MIMO信道
• 2.4.2 空时编码
• 2.4.3 MIMO系统优缺点
• 2.5 MIMO-OFDM系统
• 2.6 本章小结
• 第3章 MIMO-OFDM信道估计技术的研究
• 3.1 引言
• 3.2 信道模型
• 3.3 信道估计算法
• 3.3.1 ML估计算法
• 3.3.2 LS估计算法及其仿真
• 3.3.3 MMSE估计算法及其仿真
• 3.4 算法比较分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 MIMO-OFDM系统自适应技术的研究
• 4.1 引言
• 4.2 自适应优化准则
• 4.3 自适应比特功率分配
• 4.3.1 经典“注水”算法
• 4.3.2 Hughes-Hartog算法及仿真
• 4.3.3 Chow算法及仿真
• 4.3.4 Fischer算法及仿真
• 4.4 算法比较分析及改进
• 4.4.1 算法比较分析
• 4.4.2 算法改进
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢