MIMO-OFDM系统信道估计算法的研究

论文摘要

OFDM技术由于支持高速数据传输、抗多径信道干扰以及频谱利用率高,而被普遍认为是4G移动通信系统的核心技术。MIMO技术可以大大增加无线通信系统的容量,并改善无线通信系统的性能,非常适合4G移动通信系统中高速率业务的要求。因此将MIMO技术和OFDM这两项技术联合考虑成为一种很自然的想法。信道估计是MIMO-OFDM系统中的关键技术之一,信道估计的准确与否直接关系到系统性能的好坏,因此寻求快速、准确、可靠的信道估计算法以提高信道估计精度是一个重要的研究课题。本文主要就此展开讨论。本文在分析无线信道的主要特征和信道模型的基础上,详细论述了MIMO、OFDM系统的主要原理和关键技术,深入研究了基于训练序列的信道估计,给出了LS估计算法及MMSE信道估计算法。针对无线信道的时延谱是离散的这一特点,忽略信道中多径分量为零或者最小的路径从而降低LS估计算法中矩阵求逆运算的复杂度,同时给出了最优化训练序列进一步使算法得到简化;通过设计适当的训练序列的方法使MMSE估计转化为单天线信道估,为进一步简化算法在此基础上介绍了LMMSE估计算法,提出了利用单值分解的方法来降低算法的复杂度。最后结合计算机仿真对这些算法的有效性和可行性进行了全面地分析与比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信的历史与背景
• 1.1.1 移动通信的发展历史
• 1.1.2 技术现状与背景
• 1.2 课题的主要任务及意义
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 衰落信道特性
• 2.1 多径时变信道
• 2.1.1 包络特性
• 2.1.2 相位特性
• 2.2 MIMO 信道特性
• 2.3 小结
• 第3章 MIMO-OFDM 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 技术的特点
• 3.2 MIMO 系统基本原理
• 3.3 MIMO-OFDM 系统
• 3.3.1 系统结构
• 3.3.2 系统原理
• 3.4 本章小结
• 第4章 MIMO-OFDM 系统LS 估计算法
• 4.1 系统描述
• 4.1.1 信号模型
• 4.1.2 信道模型道
• 4.2 训练序列概述
• 4.3 MIMO-OFDM 系统中的LS 估计
• 4.3.1 LS 算法描述
• 4.3.2 LS 算法的简化
• 4.3.3 正交训练序列设计
• 4.3.4 算法仿真
• 4.3.5 LS 算法的改进
• 4.4 本章小结
• 第5章 MIMO-OFDM 系统MMSE 信道估计算法.
• 5.1 基本算法
• 5.2 简化算法
• 5.2.1 训练序列设计
• 5.2.2 单值分解LMMSE 估计算法
• 5.3 算法仿真
• 5.4 算法性能比较
• 5.5 本章小结
• 结论
• 附录1 LS 时域估计的均方误差
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢