MIMO-OFDM系统信道估计技术的研究

论文摘要

MIMO-OFDM技术是当前通信领域的研究热点,它能显著提高信道容量且能有效抵抗多径衰落,使之成为实现无线信道高速数据传输最具希望的解决方案之一,具有非常广阔的研究和发展前景。而信道状态信息的准确性直接影响着MIMO-OFDM系统的整体性能,所以对MIMO-OFDM系统信道估计的研究有着重要意义。本文以OFDM, MIMO及MIMO-OFDM系统为研究对象,深入研究了基于训练序列和基于导频符号的两类信道估计方法。在基于训练序列的信道估计方法中讨论了LS时域信道估计及LS频域信道估计,并基于这两种信道估计分别给出了他们的改进算法,实验仿真结果表明改进后的算法提高了系统的性能。在基于导频的信道估计方法的研究中讨论了基于EM的LMMSE信道估计和基于二维导频的MMSE信道估计,通过对高斯内插和Cubic内插两种内插方案的研究,分析了MIMO-OFDM系统中基于内插的完整信道响应的估计性能。其中重点讨论了基于EM的LMMSE信道估计算法。EM算法可以把多输入多输出（MIMO）信道估计问题转化为一系列单输入单输出（SISO）信道估计问题,避免了大规模的矩阵运算,简化了算法,提高了系统性能和估计精度,为进一步改善基于EM的LMMSE信道估计算法的性能,通过设计训练序列对EM迭代初值的计算方法进行了改进,通过实验仿真表明改进后的方法提高了系统的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 无线移动通信的发展
• 1.2 MIMO-OFDM技术的发展现状与背景
• 1.3 信道估计技术的概述
• 1.4 本文研究重点及章节安排
• 第2章 多径无线信道
• 2.1 无线信道的传播特性
• 2.2 无线信道的衰落特性
• 2.2.1 慢衰落
• 2.2.2 快衰落
• 2.3 无线信道的数学模型
• 2.3.1 瑞利衰落信道
• 2.3.2 莱斯衰落信道
• 2.4 本章小结
• 第3章 MIMO-OFDM系统
• 3.1 OFDM系统
• 3.1.1 OFDM基本原理
• 3.1.2 OFDM技术的特点
• 3.2 MIMO系统
• 3.2.1 MIMO基本原理
• 3.2.2 MIMO系统的信道模型
• 3.2.3 MIMO系统的信道容量
• 3.3 MIMO-OFDM系统
• 3.3.1 MIMO-OFDM系统模型
• 3.3.2 MIMO-OFDM基本原理
• 3.4 本章小节
• 第4章 基于训练序列的信道估计
• 4.1 基于训练序列的信道估计及系统模型概述
• 4.2 MIMO-OFDM系统中的LS估计
• 4.2.1 LS时域估计基本算法
• 4.2.2 LS时域估计改进算法
• 4.2.3 算法仿真
• 4.3 MIMO-OFDM系统中的LS频域估计
• 4.3.1 LS频域估计基本算法
• 4.3.2 LS频域估计改进算法
• 4.3.3 算法仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于导频的信道估计
• 5.1 基于EM准则的信道估计
• 5.1.1 基本系统模型
• 5.1.2 EM迭代算法
• 5.1.3 基于EM的LS算法
• 5.1.4 基于EM的LMMSE算法
• 5.1.5 迭代初值的计算与改进
• 5.1.6 算法仿真
• 5.2 基于二维导频的MMSE信道估计
• 5.3 基于内插的信道估计
• 5.3.1 高斯内插方案
• 5.3.2 Cubic内插方案
• 5.3.3 几种内插方案仿真及性能分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢