基于OFDM的无线导频信道估计和信道均衡算法研究

发布时间：2017-05-07 10:10

  本文关键词：基于OFDM的无线导频信道估计和信道均衡算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：正交频分多路复用技术(OFDM)是现代通信系统多载波调制技术中的一项关键技术。该技术不仅能够有效地对抗无线信道的频率选择性衰落,还能极大地改善系统频带利用率。由于其在信号处理技术领域的诸多优点,使其逐渐成为未来通信发展方向的主要候选方案之一。信道估计是OFDM系统中信号处理部分的一个重要环节,其估计性能的准确程度将直接影响整个系统的通信质量。本文主要是对无线信道特性和OFDM系统的基本原理进行详细的介绍。针对无线信道在多径信道下衰落的特点,对信道估计和信道均衡技术进行深入的研究,并在一些传统的估计算法和均衡算法上提出了适当的改进。传统的LMMSE估计算法在进行信道估计时需要经过复杂的矩阵求解,且算法需要预知信道的先验信息,这对于时变多径的无线信道来说是比较困难的。针对传统LMMSE估计算法的这些缺点,论文提出一种改进的LMMSE信道估计算法,该算法即采用加权求平均的方法来估计子载波的信道频率响应。实验结果表明,该算法总体性能优于LS算法及经过奇异值分解的LMMSE估计算法,且其误码率接近于理想状况下的传统的LMMSE算法。在现代通信系统中,随着多径时延以及子载波数目的不断增加,系统对于信号的处理工作将会越来越复杂。采用信道均衡技术可以对信道估计中产生的深衰落点进行必要的“补偿”。传统的信道均衡技术一般是在接收端进行的,这样做不仅会增加接收端设备的复杂度,现实中也会给用户带来一些不便。采用预均衡方案可以解决这样的问题。将有限预编码技术应用于预均衡方案中,在发送端与接收端之间添加合适的共享码本进行信道均衡。该算法不仅能大大降低系统的复杂度,还能有效的提升信道估计的性能。实验仿真表明,改进的预均衡方案性能要优于传统的预均衡方案及线性均衡方案。
【关键词】：正交频分复用 信道估计 无线信道 导频 预均衡
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 OFDM系统发展及其特点9-10
• 1.3 信道估计技术的发展与研究现状10-12
• 1.4 本文的研究工作和创新点12-13
• 1.5 论文的内容安排13-14
• 第二章 无线信道模型及OFDM系统基本原理14-27
• 2.1 引言14
• 2.2 无线信道特征14-18
• 2.2.1 大尺度衰落15-17
• 2.2.2 小尺度衰落17-18
• 2.3 无线衰落信道模型18-21
• 2.3.1 信道冲激响应模型19
• 2.3.2 无线信道的统计特性19-21
• 2.4 OFDM系统结构21-24
• 2.4.1 循环前缀22-24
• 2.4.2 FFT实现方法24
• 2.5 OFDM系统工作原理24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 基于导频的OFDM信道估计及其改进方案27-46
• 3.1 引言27
• 3.2 导频结构27-30
• 3.2.1 导频块状分布28
• 3.2.2 导频梳状分布28-29
• 3.2.3 导频格状分布29-30
• 3.3 OFDM经典插值算法30-32
• 3.3.1 常值插值法30
• 3.3.2 线性插值30-31
• 3.3.3 高斯插值算法31
• 3.3.4 Cubic插值算法31-32
• 3.4 传统信道估计算法32-39
• 3.4.1 基于训练符号的信道估计32
• 3.4.2 LS信道估计32-34
• 3.4.3 MMSE信道估计34-36
• 3.4.4 LMMSE信道估计36-37
• 3.4.5 基于奇异值分解的LMMSE算法37-38
• 3.4.6 仿真与分析38-39
• 3.5 改进的LMMSE信道估计算法39-45
• 3.5.1 信道的时域特性39-41
• 3.5.2 采用加权平均方法的改进LMMSE算法41-43
• 3.5.3 改进LMMSE算法复杂度分析43
• 3.5.4 仿真结果及分析43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第四章 无线信道下的信道均衡技术及其改进方案46-55
• 4.1 引言46
• 4.2 线性均衡方案46-48
• 4.2.1 ZF 均衡算法47-48
• 4.2.2 MMSE均衡算法48
• 4.3 MMSE预均衡及改进的预均衡方案48-52
• 4.3.1 采用预均衡的OFDM系统48-50
• 4.3.2 改进的预均衡技术50-52
• 4.4 性能仿真及分析52-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 本文工作总结55-56
• 5.2 今后工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 附录A IEEE802.16e标准码本60-61
• 致谢61-62
• 攻读学位期间的研究成果62-63

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