无线移动环境下的多载波通信关键技术的研究

论文摘要

正交频分复用（OFDM）技术已经在无线通信领域有了广泛应用,以其有效对抗多径衰落的特性以及较高的频谱资源利用率而受到广泛关注。而多输入/多输出（MIMO）技术则是在发射端和接收端之间建立多条独立同分布的空间信道,从而实现空间分集。将这两种技术结合起来的MIMO-OFDM系统同时具有很高的数据传输速率和很强的可靠性,成为新一代移动与无线通信系统理论的核心。本文研究了OFDM和MIMO-OFDM信道估计的几种方法,首先研究了无线信道传输特性和多载波技术。其次介绍了OFDM系统的基本原理及实现,给出了OFDM系统模型,并对OFDM系统的关键技术进行了讨论。然后介绍了OFDM系统的信道估计方法,最后研究了MIMO-OFDM系统的信道估计方法。基于导频的信道估计方法可分为二种:基于块状导频信道估计和基于梳状导频信道估计。块状导频信道估计研究了最小二乘（LS）法,最小均方误差（MMSE）法,线性最小均方误差（LMMSE）法和奇异值（SVD）分解法。基于梳状导频信道估计法主要对数据子载波插值估计法进行了研究,分别线性插值法,二次多项式插值法和基于变换域插值法进行了研究。研究了MIMO-OFDM系统中的信道估计算法,对其中的基于导频辅助的信道估计进行了深入地研究,并且分别讨论了导频符号处的信道估计准则以及获得完整信道响应的插值算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无线移动通信发展背景简介
• 1.2 选题背景与研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 OFDM 技术国内外研究现状
• 1.3.2 MIMO 技术国内外研究现状
• 1.4 论文的主要工作与结构安排
• 第二章 无线信道与多载波技术基础原理
• 2.1 无线信道基本特征
• 2.1.1 慢衰落
• 2.1.2 快衰落
• 2.1.3 多径效应和多普勒效应
• 2.2 多载波技术
• 2.2.1 多载波技术概述
• 2.2.1.1 时域扩频的多载波技术
• 2.2.1.2 频域扩频的多载波技术
• 2.2.2 多载波系统中的干扰及消除方法
• 2.2.2.1 多载波系统中符号间干扰及消除方法
• 2.2.2.2 多载波系统中载波间干扰及去除方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 OFDM 与MIMO 技术基本原理
• 3.1 OFDM 技术概述
• 3.1.1 OFDM 系统的基本模型
• 3.1.1.1 OFDM 系统调制与解调
• 3.1.1.2 OFDM 系统DFT 的实现原理
• 3.1.1.3 保护间隔和循环前缀
• 3.1.2 OFDM 关键技术
• 3.1.3 OFDM 系统的优缺点分析
• 3.2 MIMO 概述
• 3.2.1 MIMO 系统基本原理
• 3.2.2 MIMO 系统的信道容量
• 3.3 MIMO-OFDM 系统基本原理
• 3.3.1 MIMO-OFDM 的原理与模型
• 3.3.2 MIMO 与OFDM 的结合方式
• 3.4 本章小结
• 第四章 OFDM 系统的信道估计
• 4.1 导信道估计的意义
• 4.2 OFDM 信道估计模型
• 4.3 基于块状的导频信号的信道估计方法
• 4.3.1 LS 算法
• 4.3.2 MMSE 算法和LMMSE 算法
• 4.3.3 基于SVD 的算法
• 4.3.4 仿真结果及分析
• 4.4 基于梳状的导频信号的信道估计方法
• 4.4.1 线性内插法
• 4.4.2 二次多项式内插法
• 4.4.3 基于DFT 的内插法
• 4.4.4 仿真结果及分析
• 4.5 OFDM 系统的盲信道估计
• 4.5.1 基于循环平稳的盲信道估计
• 4.5.2 基于子空间的盲信道估计
• 4.6 本章小结
• 第五章 MIMO-OFDM 系统的信道估计
• 5.1 基于导频位置的信道估计
• 5.1.1 LS 算法
• 5.1.2 MMSE 算法
• 5.1.3 仿真结果及分析
• 5.2 插值算法
• 5.2.1 维纳滤波算法
• 5.2.2 线性内插法
• 5.2.3 二次多项式内插法
• 5.2.4 仿真结果及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 论文的总结和展望
• 6.1 论文的总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 英文缩略词表