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MIMO-OFDM系统信道估计技术的研究

作　者: 吕博
导　师: 张兴周
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MIMO OFDM 训练序列 导频符号 线性最小均方误差
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
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内容摘要


MIMO-OFDM技术是当前通信领域的研究热点,它能显著提高信道容量且能有效抵抗多径衰落,使之成为实现无线信道高速数据传输最具希望的解决方案之一,具有非常广阔的研究和发展前景。而信道状态信息的准确性直接影响着MIMO-OFDM系统的整体性能,所以对MIMO-OFDM系统信道估计的研究有着重要意义。本文以OFDM, MIMO及MIMO-OFDM系统为研究对象,深入研究了基于训练序列和基于导频符号的两类信道估计方法。在基于训练序列的信道估计方法中讨论了LS时域信道估计及LS频域信道估计,并基于这两种信道估计分别给出了他们的改进算法,实验仿真结果表明改进后的算法提高了系统的性能。在基于导频的信道估计方法的研究中讨论了基于EM的LMMSE信道估计和基于二维导频的MMSE信道估计,通过对高斯内插和Cubic内插两种内插方案的研究,分析了MIMO-OFDM系统中基于内插的完整信道响应的估计性能。其中重点讨论了基于EM的LMMSE信道估计算法。EM算法可以把多输入多输出(MIMO)信道估计问题转化为一系列单输入单输出(SISO)信道估计问题,避免了大规模的矩阵运算,简化了算法,提高了系统性能和估计精度,为进一步改善基于EM的LMMSE信道估计算法的性能,通过设计训练序列对EM迭代初值的计算方法进行了改进,通过实验仿真表明改进后的方法提高了系统的性能。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 无线移动通信的发展  9-11
  1.2 MIMO-OFDM技术的发展现状与背景  11-12
  1.3 信道估计技术的概述  12-13
  1.4 本文研究重点及章节安排  13-15
第2章 多径无线信道  15-21
  2.1 无线信道的传播特性  15
  2.2 无线信道的衰落特性  15-17
    2.2.1 慢衰落  15-16
    2.2.2 快衰落  16-17
  2.3 无线信道的数学模型  17-20
    2.3.1 瑞利衰落信道  18-19
    2.3.2 莱斯衰落信道  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 MIMO-OFDM系统  21-30
  3.1 OFDM系统  21-25
    3.1.1 OFDM基本原理  21-24
    3.1.2 OFDM技术的特点  24-25
  3.2 MIMO系统  25-27
    3.2.1 MIMO基本原理  25-26
    3.2.2 MIMO系统的信道模型  26
    3.2.3 MIMO系统的信道容量  26-27
  3.3 MIMO-OFDM系统  27-29
    3.3.1 MIMO-OFDM系统模型  27-28
    3.3.2 MIMO-OFDM基本原理  28-29
  3.4 本章小节  29-30
第4章 基于训练序列的信道估计  30-44
  4.1 基于训练序列的信道估计及系统模型概述  30-33
  4.2 MIMO-OFDM系统中的LS估计  33-39
    4.2.1 LS时域估计基本算法  33-36
    4.2.2 LS时域估计改进算法  36-38
    4.2.3 算法仿真  38-39
  4.3 MIMO-OFDM系统中的LS频域估计  39-42
    4.3.1 LS频域估计基本算法  39-41
    4.3.2 LS频域估计改进算法  41-42
    4.3.3 算法仿真  42
  4.4 本章小结  42-44
第5章 基于导频的信道估计  44-57
  5.1 基于EM准则的信道估计  44-50
    5.1.1 基本系统模型  44
    5.1.2 EM迭代算法  44-45
    5.1.3 基于EM的LS算法  45-46
    5.1.4 基于EM的LMMSE算法  46-47
    5.1.5 迭代初值的计算与改进  47-48
    5.1.6 算法仿真  48-50
  5.2 基于二维导频的MMSE信道估计  50-52
  5.3 基于内插的信道估计  52-56
    5.3.1 高斯内插方案  53-54
    5.3.2 Cubic内插方案  54-55
    5.3.3 几种内插方案仿真及性能分析  55-56
  5.4 本章小结  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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