基于导频序列设计的认知OFDM系统信道估计研究

发布时间：2017-09-07 04:06

  本文关键词：基于导频序列设计的认知OFDM系统信道估计研究

  更多相关文章： 导频 信道估计性能 正交频分复用 压缩感知算法 正交匹配追踪算法

【摘要】：正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是无线通信中的多载波高速传输技术,也是“第四代移动通信”的核心技术。OFDM系统可应用于存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道场景中,可高效解决多径效应,ISI码间干扰和ICI载波间干扰对系统性能的影响,对频率选择性衰落抵抗性好,信道利用率高,故在各种无线通信系统中被大量应用。本文在应用稀疏信道恢复信道估计的CR-OFDM系统的背景下,针对系统发送端的导频信号插入方式进行研究,提出了一种适用于稀疏信道估计OMP的导频插入算法,节约频谱资源,提高系统误码率BER与最小均方误差性能。首先,对国内外正交频分复用(OFDM)技术的发展现状进行综述,阐述关键技术。并提出了本文的应用背景认知正交频分复用系统(CR-OFDM)。其次,解析OFDM系统的基本构架及系统的导频插入设计、信道估计算法及信道估计中的数学插值方法。关注三种经典的信道估计方法,通过仿真对三种估计方法进行对比分析,选择适用于稀疏信道恢复的稀疏恢复算法作为本文研究对象。最后,深入研究稀疏恢复的本质——压缩感知理论,对理论进行数学建模展示核心技术框架:信号的稀疏表示、观测矩阵设计、信号重建算法。分别对比各算法对图像和OFDM的稀疏恢复效果,确定正交匹配追踪算法(OMP)作为课题信道估计算法。设计针对CR-OFDM系统的导频插入的设计算法。不同导频不同估计算法的情况下对CR-OFDM系统的信道估计进行仿真,验证本课题提出的导频插入算法的优越性。
【关键词】：导频 信道估计性能 正交频分复用 压缩感知算法 正交匹配追踪算法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及分析9-14
• 1.2.1 OFDM技术国内外发展历程与认知OFDM技术9-11
• 1.2.2 基于压缩感知方法的OFDM系统信道估计11-13
• 1.2.3 针对OFDM系统压缩感知信道估计的导频序列设计13-14
• 1.3 本文主要内容及文章结构14-17
• 第2章 压缩感知基础理论17-38
• 2.1 传统感知与压缩感知17-19
• 2.2 压缩感知理论概述19-25
• 2.2.1 信号的稀疏表示20-22
• 2.2.2 观测矩阵的设计22-24
• 2.2.3 信号的稀疏重构24-25
• 2.3 压缩感知相关定义与定理证明25-29
• 2.3.1 零空间特性（NSP）27-28
• 2.3.2 等距限制条件（RIP条件）28-29
• 2.4 压缩感知重构算法仿真29-37
• 2.4.1 重构算法流程29-32
• 2.4.2 各恢复算法仿真结果及分析32-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 OFDM系统模型与关键技术38-50
• 3.1 OFDM系统概述38-40
• 3.2 OFDM系统的信道估计方法40-46
• 3.2.1 LS信道估计技术41-42
• 3.2.2 MMSE信道估计技术42
• 3.2.3 基于压缩感知的信道估计技术42-43
• 3.2.4 各信道估计算法仿真结果及效果对比分析43-46
• 3.3 OFDM信道估计技术的导频插入方式46-47
• 3.4 OFDM系统信道估计插值方法47-49
• 3.4.1 线性内插法47-48
• 3.4.2 高斯权重插值法48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 CR-OFDM系统及导频算法设计50-59
• 4.1 CR-OFDM系统50-54
• 4.1.1 CR-OFDM系统模型50-53
• 4.1.2 CR-OFDM系统导频位置选择53-54
• 4.2 CR-OFDM系统中导频位置算法设计54-58
• 4.2.1 导频位置算法设计54-57
• 4.2.2 导频位置算法计算结果57-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 CR-OFDM系统应用算法导频的信道估计仿真59-68
• 5.1 应用算法32导频时CR-OFDM系统性能59-63
• 5.1.1 等间隔导频LS算法与32算法导频OMP方法性能对比59-61
• 5.1.2 随机导频与算法导频OMP信道估计方法性能对比61-62
• 5.1.3 等间隔32导频与32算法导频OMP方法性能对比62-63
• 5.2 应用算法48导频时CR-OFDM系统性能63-67
• 5.2.1 等间隔导频LS方法与算法48导频OMP方法性能对比63-65
• 5.2.2 随机导频与算法导频OMP信道估计方法性能对比65-66
• 5.2.3 等间隔48导频与算法48导频OMP方法性能对比66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 结论68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

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1 李迅;对三路载波机导频告警盘的一点改进[J];四川邮电技术;1985年04期

2 王可恕;;导频制调频立体声解调的新方法[J];电声技术;1990年02期

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6 李冰;易波;;一种基于二维导频的信道估计改进算法[J];微处理机;2009年01期

7 李琛;单导频频率的选取[J];中国有线电视;1997年08期

8 苏健;郑侃;王文博;;3G长期演进系统的导频结构设计[J];数字通信世界;2007年11期

9 李冰;易波;;基于二维导频和降噪滤波的信道估计方法[J];计算机工程与应用;2008年01期

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1 陈祖飞;陈红;;OFDM系统中基于导频的信道估计[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年

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3 苑传林;张来保;李蔚海;;OFDM信道估计中的导频结构的设计[A];中国航海学会通信导航专业委员会2004学术年会论文集[C];2004年

4 董江波;王刚;李道本;;线性插值信道估计中导频间隔的最优化设计[A];2004年全国通信软件学术会议论文集[C];2004年

5 张静;李莉;;MIMO-OFDM的最优导频与信道最优估计[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

6 陈亚祥;黄锐;陈明;;基于虚导频和功控导频的OFDM信道估计[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年

7 谢玉堂;芦东昕;;基于特定导频的OFDM载频及符号同步研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

8 张翠荣;陈建忠;;TD-SCDMA系统上行导频物理信道解码的设计与实现[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（下册）[C];2010年

9 白宾锋;蔡跃明;徐信;;发射分集OFDM系统中基于离散导频的信道估计方法[A];第十一届全国信号处理学术年会（CCSP-2003）论文集[C];2003年

10 陈玉;尤肖虎;;DS-CDMA系统中一种有效的导频干扰抵消方法[A];2002’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2002年

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1 北京商报记者 刘伟;产说会误导频现 监管层重拳出击[N];北京商报;2014年

2 ;通过优化提高CDMA网络的性能[N];人民邮电;2003年

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4 王涛;分阶段实现CDMA网络优化[N];通信产业报;2004年

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1 刘殷卉;OFDM系统分段最小均方误差信道估计与多层专用导频设计的研究[D];北京邮电大学;2010年

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本文编号：807305