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WRAN系统中信道估计算法研究

发布时间:2018-11-03 21:54
【摘要】:随着无线通信技术的迅猛发展,无线频谱资源变得越来越紧缺。然而占据了甚高频和特高频(VHF/UHF)频段大量资源的广播电视等授权用户却没能够有效地利用该段频谱,随之出现了很多电视频段白色空间(TVWS)。为了充分利用TVWS,电气和电子工程师协会(IEEE)于2011年提出了无线区域网(WRAN)。WRAN系统旨在不干扰授权用户的前提下,利用TVWS为农村、偏远地区等低人口密度区域提供无线宽带接入。WRAN系统的物理层采用了正交频分复用(OFDM)调制技术。而在采用相干解调的OFDM接收机中,信道估计的精度直接关系到整个系统的性能,有着重要的研究意义。论文主要对WRAN系统的信道估计方法展开了研究。论文的研究工作主要包括以下几个方面:1.建立了WRAN系统基于VS2010的C语言仿真平台。并通过将该系统仿真平台在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的误码性能和理论误码公式对比,初步验证了仿真平台的正确性。2.利用WRAN系统每一帧中插入的前导序列,研究了基于前导序列的信道估计方法。在对基于前导序列信道估计方法的研究中,其首要目标是根据高密度训练序列,提高初始信道估计的精度。为此,重点研究了频域低复杂度的多项式插值方法以及时域CIR检测方法,并针对最大长度多径时延法存在滤除噪声不足的缺点,提出了一种改进的基于双滑动窗信道冲击响应(CIR)检测方法,该方法可以检测出小功率CIR分量,提高信道估计的精度。3.利用WRAN系统每一帧数据OFDM符号中插入的导频序列,研究了基于导频序列的信道估计方法。在对基于导频序列信道估计方法的研究中,重点研究了实系数FIR滤波插值的方法,并在分析了实系数FIR内插在对抗长时延SFN信道存在不足的基础上,提出了一种改进的自适应复插值信道估计方法。该方法将实系数内插通过相位旋转转化为复系数内插,大大提升了WRAN系统对抗多径时延的能力,并且通过自适应的方法,可以灵活地匹配信道的真实最大多径时延,提高信道估计的性能。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, wireless spectrum resources become increasingly scarce. However, authorized users such as radio and television, who occupied a lot of resources in the very high frequency and ultra-high frequency (VHF/UHF) bands, were unable to make effective use of the spectrum, and a lot of white space (TVWS). Appeared in the television frequency bands. In order to make full use of the (IEEE) of TVWS, Electrical and Electronic Engineers in 2011, the wireless area network (WRAN). WRAN system was proposed to use TVWS for rural areas without interfering with authorized users. Low population density areas such as remote areas provide wireless broadband access. The physical layer of WRAN system is based on orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation technology. In the OFDM receiver with coherent demodulation, the accuracy of channel estimation is directly related to the performance of the whole system. In this paper, the channel estimation method of WRAN system is studied. The research work includes the following aspects: 1. The C language simulation platform of WRAN system based on VS2010 is established. The correctness of the simulation platform is preliminarily verified by comparing the error performance of the system simulation platform in the additive Gao Si white noise (AWGN) channel with the theoretical error code formula. 2. The channel estimation method based on the preamble sequence is studied by using the preamble sequence inserted in each frame of the WRAN system. In the research of channel estimation method based on preamble sequence, its primary goal is to improve the accuracy of initial channel estimation based on high-density training sequence. Therefore, the low complexity polynomial interpolation method in frequency domain and the CIR detection method in time domain are studied, and the shortcomings of the maximum length multipath delay method in filtering noise are discussed. An improved (CIR) detection method based on double-sliding window channel impulse response is proposed. This method can detect low-power CIR components and improve the accuracy of channel estimation. The channel estimation method based on pilot sequence is studied by using pilot sequence inserted in each frame of data OFDM symbol in WRAN system. In the research of channel estimation method based on pilot sequence, the method of real coefficient FIR filter interpolation is studied emphatically, and the deficiency of real coefficient FIR interpolation in counteracting long delay SFN channel is analyzed. An improved adaptive complex interpolation channel estimation method is proposed. In this method, the real coefficient interpolation is transformed into complex coefficient interpolation by phase rotation, which greatly improves the ability of WRAN system to resist multipath delay, and the adaptive method can flexibly match the real maximum multipath delay of the channel. Improve the performance of channel estimation.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN911.2

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本文编号:2309149

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