论文摘要
MIMO-OFDM系统能同时获得时间、频率和空间三种分集，有效地提高系统容量和频谱利用率，是下一代（4G）无线通信的关键技术。无线信道的衰落特性是影响无线通信系统性能的重要因素，对信号的检测及系统的设计都有着举足轻重的作用。因此，有必要对MIMO-OFDM系统的无线信道估计方法进行研究。目前，信道估计方法主要有两类：基于导频的估计和盲估计。基于导频的信道估计方法已经受到广泛的研究，主要估计算法有最小二乘法（LS）、最小均方误差法（MMSE）和最大似然（ML）估计法等。但该方法占用专门的子载波或时隙，降低了系统的频谱利用率和信息传输速率。盲估计不需要导频符号，直接利用接收的信号对信道进行估计。但盲估计算法，如子空间分解法等，需要较大的样本值，收敛速率慢，不利于实时信道估计。叠加导频信道估计方法由于将导频直接叠加到信息数据上，不占用专门的频谱和时隙，且估计算法灵活多样，能解决导频信道估计系统中频谱利用率低和盲估计中不能实时估计的问题。因此，该方法受到研究者的广泛关注。本文对基于叠加导频的信道估计方法进行研究。叠加导频在OFDM系统和MIMO-OFDM系统的信道估计中已得到应用，但已有的算法大多只能对静态信道进行估计，或没有考虑未知的信息数据对导频的干扰等。在对存在的问题进行分析的基础上，本文提出了如下算法：1．在基于叠加导频的OFDM系统中，提出了在频域叠加导频在时域求相关（FSPTC）的信道估计算法。对信道的估计主要通过导频和接收信号的互相关及导频的自相关来获得，但接收信号中的信息数据对估计产生干扰，为了消除该干扰，本文采用具有良好自相关性的伪随机序列作为导频，并采用信道估计和信号检测交互进行的迭代方法。通过对该方法的理论分析和计算机仿真，研究了OFDM子载波数、导频功率比率和导频周期等因素对信道估计均方误差（MSE）和系统误码率（SER）的影响。2．在叠加导频MIMO-OFDM系统的信道估计中，提出了一种对自适应滤波RLS改进的算法。该算法通过“判决指导”的方法来消除未知的信息数据对导频的干扰，以提高估计准确度。同时，为了减少算法中的矩阵运算，降低计算复杂度，所有符号块上的导频被设计为相同的序列。