基于导频辅助的OFDM系统信道估计研究

论文摘要

正交频分复用(OFDM)技术,具有很高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力,是第四代移动通信系统的核心技术。在无线通信中,需要在接收端对信号进行恢复和判决,这就需要得到传输信道的冲激响应。无线信道的双选择性使信道响应无法精确得到,因此需要对信道进行估计。基于导频的信道估计方法能够通过导频位置的信道响应对整个信道响应进行跟踪。与盲信道估计方法相比具有复杂度低的特点,本文将利用导频辅助的方法实现无线信道的估计。本文首先对无线信道的双选择性进行分析,建立了平坦衰落和频率选择性衰落的信道模型,并对模型进行了仿真。接着对导频处的信道估计准则和非导频处的插值方法进行了研究。研究表明:LS信道估计算法准确度不高;最小均方误差和奇异值分解算法以复杂度为代价提高了信道估计的准确度,但估计时需要知道信道的统计信息。针对以上信道估计准则的不足,本文将自适应算法跟踪性能的优势应用于无线信道的估计。仿真结果表明,在不知道信道统计信息的条件下,自适应信道估计算法不但能够保证信道估计的准确度,而且能够有效的降低估计算法的计算复杂度,从而有更强的信道跟踪性能。其中基于最小均方误差(LMS)滤波器的信道估计方法具有计算复杂度小的特点,而基于递归最小二乘(RLS)的信道估计方法具有收敛速度快的特点。自适应信道估计算法在MSE和BER性能上均优于传统方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 OFDM 技术概述
• 1.2.1 OFDM 技术发展历史
• 1.2.2 OFDM 系统的优缺点
• 1.2.3 OFDM 技术发展趋势
• 1.3 基于导频辅助的OFDM 信道估计研究现状
• 1.4 论文主要工作
• 第二章 选择性无线信道建模
• 2.1 无线通信信道特性
• 2.1.1 信道衰落
• 2.1.2 信道扩展
• 2.2 衰落信道的统计模型
• 2.2.1 瑞利衰落（Rayleigh Fading）分布
• 2.2.2 赖斯衰落（Rician Fading）分布
• 2.3 多径衰落瑞利信道建模
• 2.3.1 平坦瑞利衰落模型
• 2.3.2 频率选择性瑞利衰落信道仿真
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM 系统基础理论
• 3.1 OFDM 系统的基本结构
• 3.2 OFDM 的传输技术
• 3.2.1 OFDM 发射机结构
• 3.2.2 OFDM 接收机结构
• 3.3 OFDM 关键技术
• 3.3.1 保护间隔
• 3.3.2 导频分配方案
• 3.4 OFDM 基本参数的选择
• 3.5 本章小结
• 第四章 导频辅助信道估计研究
• 4.1 导频信道估计原理
• 4.2 慢衰落信道估计
• 4.2.1 最小二乘算法（LS）算法
• 4.2.2 最小均方误差（MMSE）算法及改进算法
• 4.2.3 奇异值分解（SVD）算法
• 4.3 快衰落信道估计
• 4.3.1 一阶线性插值法
• 4.3.2 高斯内插
• 4.3.3 基于DFT 的内插
• 4.4 算法仿真试验及分析
• 4.4.1 Monte Carlo 仿真原理
• 4.4.2 信道估计准则仿真及分析
• 4.4.3 信道插值仿真及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 自适应信道估计研究
• 5.1 自适应滤波基础
• 5.1.1 自适应滤波原理
• 5.1.2 自适应滤波算法
• 5.2 自适应信道估计原理
• 5.2.1 信道预估计
• 5.2.2 自适应信道估计
• 5.2.3 信道最终值获取
• 5.3 自适应信道估计仿真
• 5.3.1 LMS 算法对信道估计
• 5.3.2 LMS 改进算法对信道估计
• 5.3.3 RLS 算法对信道估计
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢