OFDM系统信道估计算法研究

论文摘要

在无线移动信道中,高速率和高质量的通信服务,是无线通信的目标和要求。正交频分复用技术具有频谱利用率高、能够有效对抗频率选择性衰落的影响而日渐受到人们的普遍关注。本文首先介绍了无线信道的特性,然后分析了OFDM系统的基本原理和关键技术,在此基础上着重对OFDM系统中的信道估计算法进行了研究。信道估计方法主要分为两类:基于导频/训练序列的估计方法和盲估计方法。本文研究的重点是OFDM系统的盲信道估计算法。但是基于导频的信道估计在实际中应用广泛,所以本文对常用的一些基于导频的算法也做了相应的研究。与基于导频的信道估计方法相比,盲信道估计方法具有更高的传输效率。针对目前文献中存在算法复杂度高和估计精度低的缺点,本文提出了一种基于二阶统计特性的子空间方法进行OFDM系统信道的盲辨识,得出了一个不受零点位置影响的信道盲辨识的充分条件。为提高算法性能,在进行相关运算的过程中,引入了信号向量截取及平滑的思想。该算法不需要改变OFDM的系统结构,比较简单,收敛速度快。仿真结果表明了该算法具有优良的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 OFDM 技术概述
• 1.3 OFDM 信道估计的意义及其研究现状
• 1.3.1 信道估计的意义
• 1.3.2 信道估计的研究现状
• 1.4 论文的内容及结构
• 第二章 无线衰落信道的特征
• 2.1 信道的衰落
• 2.1.1 自由空间的传播损耗
• 2.1.2 阴影衰落
• 2.1.3 多径衰落
• 2.1.4 信道的时变性及多普勒效应
• 2.2 信道的冲激响应
• 2.2.1 信道冲激响应
• 2.2.2 AWGN 信道
• 2.2.3 无线多径衰落信道
• 2.3 信道的建模与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM 系统的原理及关键技术
• 3.1 OFDM 系统的基本原理
• 3.1.1 OFDM 系统的基本模型
• 3.1.2 DFT 实现
• 3.1.3 保护间隔和循环前缀的作用
• 3.1.4 OFDM 与单载波传输系统实现复杂度的比较
• 3.2 OFDM 系统的优缺点
• 3.2.1 OFDM 系统的优点
• 3.2.2 OFDM 系统的缺点
• 3.3 OFDM 系统的关键技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 OFDM 系统的非盲信道估计
• 4.1 引言
• 4.2 非差分调制和相干检测
• 4.2.1 非差分调制
• 4.2.2 相干检测
• 4.3 导频信号的分布方式
• 4.4 常用的信道估计方法
• 4.4.1 最小平方（LS）信道估计
• 4.4.2 最小均方误差（MMSE）信道估计
• 4.4.3 SVD 算法
• 4.4.4 性能仿真
• 4.5 基于梳状导频的信道估计算法
• 4.5.1 算法的基本原理
• 4.5.2 几种插值算法
• 4.5.3 性能仿真
• 4.6 本章小结
• 第五章 OFDM 系统盲信道估计的子空间算法
• 5.1 引言
• 5.2 盲信道估计的理论依据
• 5.2.1 Toeplitz 矩阵和Hankel 矩阵简介
• 5.2.2 用Toeplitz 矩阵和Hankel 矩阵乘积表示的信道传输模型
• 5.3 现有算法的不足及改进方案
• 5.3.1 现有算法的不足
• 5.3.2 改进方案
• 5.4 一种盲信道估计的子空间算法
• 5.4.1 系统模型
• 5.4.2 算法的基本原理
• 5.5 性能仿真
• 5.5.1 与现有算法的性能比较
• 5.5.2 算法的性能仿真
• 5.5.3 算法的实时性
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文