MIMO-OFDM系统信道估计算法研究

发布时间：2017-07-07 02:07

  本文关键词：MIMO-OFDM系统信道估计算法研究

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【摘要】：随着无线移动通信的快速发展,更加快捷、安全、可靠地的多媒体数据业务应运而生,它们有着更大的信道容量和更高效的频谱利用率。利用不同分集技术的多输入多输出(MIMO)技术能够大幅度改善数据的传输速度、信道容量和频谱利用率,而且是在没有增加系统带宽和发射功率的条件下；利用多载波调制技术的正交频分复用(OFDM)技术可有效地对抗频率选择性衰落,原因是几个并行的正交子信道组成了其物理信道。然而,由多径可能产生的子载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI),可以插入循环前缀(CP)来减少干扰。MIMO技术同OFDM技术融合的MIMO-OFDM技术可以有效的阻止频率选择性衰落的同时还可以改善空间资源和系统容量,因此MIMO-OFDM技术已成为新一代无线通信技术研究热门技术之一。接收端的空时检测和相干解调是MIMO-OFDM系统的关键技术,然而信道估计在其中起到了非常重要的作用,准确的信道估计可以改善整个系统的性能。各种信道估计的算法就在此时应运而生。首先,本文分析了OFDM、MIMO技术的背景、研究现状；阐述了OFDM、MIMO技术以及MIMO-OFDM技术的基本原理和系统模型,介绍了无线信道的特性：信号衰落、多径效应、时变性等。其次,对比了几种典型数据辅助信道估计方法：最小二乘(LS)信道估计算法、线性最小均方差(LMMSE)信道估计算法和基于奇异值分解的线性最小均方差(SVD-LMMSE)信道估计算法,并进行了性能分析和仿真验证。接着研究了基于子空间的盲信道估计和基于线性预编码的盲信道估计。最后分析了基于子空间和基于自适应滤波器的半盲信道估计。在基于自适应滤波器的信道估计中重点分析了最小均方(LMS)半盲信道估计算法以及递归最小二乘(RLS)半盲信道估计算法,通过系统仿真对比了两者的性能。最后研究出一种基于自适应滤波器的改进算法,通过系统仿真,此算法提高了系统性能,优于LMS算法,且适应更加广泛。
【关键词】：OFDM MIMO 信道估计 LS MMSE LMS RLS
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 论文研究内容及安排13-15
• 第2章 MIMO-OFDM系统概论15-24
• 2.1 OFDM技术基本原理15-18
• 2.1.1 OFDM技术概述15
• 2.1.2 OFDM技术基本原理15-17
• 2.1.3 OFDM系统优缺点17-18
• 2.2 MIMO技术基本原理18-19
• 2.2.1 MIMO系统模型18
• 2.2.2 MIMO系统优点18-19
• 2.3 MIMO-OFDM系统模型19-20
• 2.4 无线信道的特性20-22
• 2.4.1 信号衰落20-21
• 2.4.2 多径效应21
• 2.4.3 多普勒频移与相关时间21-22
• 2.5 MIMO-OFDM系统信道估计算法概述22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 数据辅助信道估计算法24-31
• 3.1 导频设计24-26
• 3.2 典型信道估计算法26-29
• 3.2.1 最小二乘估计(LS)26-27
• 3.2.2 线性最小均方误差估计(LMMSE)27-28
• 3.2.3 基于SVD的信道估计算法28-29
• 3.3 算法的性能分析与仿真29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 盲信道估计算法31-39
• 4.1 基于子空间的盲信道估计31-33
• 4.2 基于线性预编码的盲估计算法33-34
• 4.3 系统仿真与分析34-38
• 4.3.1 基于子空间的盲估计算法34-36
• 4.3.2 基于线性预编码的盲估计算法36-38
• 4.4 本章小结38-39
• 第5章 半盲信道估计算法39-56
• 5.1 基于子空间的半盲信道估计算法39-42
• 5.1.1 子空间的定义39-40
• 5.1.2 子空间的半盲信道估计40-42
• 5.2 基于自适应滤波器的半盲信道估计算法42-46
• 5.2.1 系统模型42
• 5.2.2 算法流程图42-43
• 5.2.3 最小均方和递归最小二乘半盲信道估计算法43-44
• 5.2.4 系统仿真44-46
• 5.3 基于自适应滤波器信道估计的优化算法一46-51
• 5.3.1 系统模型46
• 5.3.2 算法描述46-50
• 5.3.3 优化一系统仿真50-51
• 5.4 基于自适应滤波器信道估计的优化算法二51-54
• 5.4.1 算法描述51-52
• 5.4.2 优化算法二系统仿真52-54
• 5.5 本章小结54-56
• 总结与展望56-58
• 论文工作总结56
• 未来工作展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 罗仁泽;胡志恒;伍裕江;王汝言;;特征参数自适应盲估计方法[J];电子学报;2009年01期

2 梁永明;罗汉文;黄建国;;MIMO-OFDM系统中一种基于自适应滤波的信道估计方法[J];电子与信息学报;2007年02期

3 陈国军;巴斌;胡捍英;周游;;一种基于自适应滤波的信道估计优化方法[J];通信技术;2013年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 才华;MIMO-OFDM系统信道估计理论的研究[D];吉林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 朱游龙;基于快时变信道的LTE系统信道估计技术研究[D];西南交通大学;2014年

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本文编号：528507