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MIMO-OFDM自适应调制系统研究

作　者: 阮盛强
导　师: 黄险峰
学　校: 五邑大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: MIMO-OFDM OFDM 奇异值分解最小二乘法最小均方误差信道估计注水算法贪婪比特调整
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文研究OFDM与MIMO-OFDM系统中传统的最小均方误差(MMSE)、最小二乘法(LS)信道估计算法,提出基于FFT的改进MMSE与LS信道估计算法,并对其进行了计算机仿真,通过对比验证了改进算法可行性。改进信道估计算法有效地降低了信道估计的MSE(均方误差),提高了信道估计的准确率。以SVD(奇异值分解)获取虚拟SISO通道模型为基础,本文详细地介绍了在MIMO-OFDM中的传统固定比特率与固定功率注水算法,展示了它们的算法流程。为了减少注水算法的难度,本文提出了改进的注水算法,并证明了改进注水算法的可行性。最后用Matlab建模并验证改进注水算法能实现与传统注水算法相同的最优解,但迭代次数明显减少。这样改进算法有效地降低了注水算法的复杂度,节省系统资源,提高了系统的实时性。由于在实际系统中发送的比特只能取整数,为了使改进注水算法能应用到实际环境中,本文提出了固定功率与固定比特率贪婪比特调整算法与其改进方案,并对其进行了详细的算法建模。固定功率与固定比特率贪婪比特调整算法调整并最优化比特取整后的功率与比特分布,改进方案则减少了贪婪比特调整算法的比较次数,提高了算法的效率。最后用Matlab建模与验证了贪婪比特调整算法与其改进方案。贪婪比特调整算法使自适应调制算法能够应用到实际系统中,提高了比特取整后的自适应系统的性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-12
  1.1 OFDM 的学位论文">MIMO-OFDM自适应调制系统的研究背景与现实意义  9-10
  1.2 MIMO-OFDM自适应调制系统的研究现状与发展动态  10-11
  1.3 论文研究的主要内容及结构安排  11-12
第二章 MIMO技术原理  12-21
  2.1 无线信道衰落特征  12-14
    2.1.1 大尺度衰落  13-14
    2.1.2 小尺度衰落  14
  2.2 MIMO-OFDM系统模型  14-15
  2.3 MIMO无线信道容量  15-19
  2.4 MIMO系统容量模型仿真  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 OFDM技术原理  21-25
  3.1 OFDM技术优缺点  21-22
    3.1.1 OFDM技术优点  21-22
    3.1.2 OFDM技术缺点  22
  3.2 OFDM基本原理  22-23
  3.3 OFDM系统误码率  23
  3.4 OFDM系统模型  23-24
  3.5 本章小结  24-25
第四章 MIMO-OFDM信道估计改进算法  25-38
  4.1 基于导频符号OFDM信道估计  25-33
    4.1.1 最小方差(LS)信道估计  25-26
    4.1.2 最小均方误差(MMSE)信道估计  26
    4.1.3 基于FFT的改进估计算法  26-27
    4.1.4 模型仿真与性能分析  27-33
  4.2 基于导频符号的MIMO-OFDM信道估计  33-37
    4.2.1 MIMO信道估计过程  33
    4.2.2 导频的形式  33-35
    4.2.3 导频正交性设计  35
    4.2.4 信道估计算法模型  35-36
    4.2.5 模型与算法仿真分析  36-37
  4.3 本章小结  37-38
第五章 MIMO-OFDM自适应调制改进算法  38-55
  5.1 经典自适应方法  39
  5.2 应用于MIMO-OFDM的传统固定功率传统注水算法  39-41
  5.3 应用于MIMO-OFDM的传统固定比特率传统注水算法  41-42
  5.4 应用于MIMO-OFDM的固定功率注水算法的改进  42-45
    5.4.1 改进固定功率注水算法的可行性证明  42-45
    5.4.2 改进固定功率注水算法的算法流程  45
  5.5 应用于MIMO-OFDM的固定比特注水算法的改进  45-49
    5.5.1 改进固定比特注水算法的可行性证明  46-48
    5.5.2 改进固定功率注水算法的算法流程  48-49
  5.6 模型与算法仿真分析  49-54
    5.6.1 传统固定功率注水算法仿真与分析  49-51
    5.6.2 传统固定比特注水算法仿真与分析  51-52
    5.6.3 改进固定功率注水算法仿真与分析  52-53
    5.6.4 改进固定比特注水算法仿真与分析  53-54
  5.7 本章小结  54-55
第六章贪婪比特调整与其改进算法  55-66
  6.1 固定功率贪婪比特调整及其改进算法  55-59
    6.1.1 固定功率贪婪信道容量调整  55-57
    6.1.2 固定功率信道容量贪婪调整改进  57-58
    6.1.3 改进固定功率信道容量贪婪调整的算法流程  58-59
  6.2 固定比特贪婪调整及其改进算法  59-61
    6.2.1 固定比特贪婪信道容量调整  59-60
    6.2.2 固定比特信道容量贪婪调整改进  60
    6.2.3 改进固定功率信道容量贪婪调整的算法流程  60-61
  6.3 结合贪婪比特调整的改进注水算法总体算法流程图  61-62
  6.4 模型与算法仿真分析  62-65
    6.4.1 结合比特调整的固定功率改进注水算法  62-63
    6.4.2 结合比特调整的固定比特改进注水算法  63-65
  6.5 本章小结  65-66
总结及展望  66-67
参考文献  67-70
攻读硕士期间发表的学术论文  70-71
致谢  71

MIMO-OFDM自适应调制系统研究

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