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MIMO-OFDM系统中半盲信道估计技术的研究

作　者: 葛文逸
导　师: 罗汉文
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MIMO OFDM 空时编码信道估计半盲自适应滤波器子空间
分类号: TN919.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

新一代移动通信系统(B3G)与第三代移动通信系统相比具有更高的数据传输速率和频带利用效率。对于高数据速率的移动通信系统而言,信道衰落这个问题变得尤为的严重。多输入多输出(MIMO)系统可以有效地解决信道衰落问题并且能够极大地提高信道容量,而OFDM技术可以有效地对抗信道的频率选择性衰落。因此,OFDM技术和基于MIMO的空时编码技术将成为新一代移动通信系统中的核心技术。空时编码的解码需要接收端具有尽可能准确的信道信息,信道估计的准确性对通信系统的性能起着至关重要的作用。因此信道估计是一项必不可少的关键技术。目前研究比较多的信道估计技术是盲估计和导频估计。盲估计有着估计准确、数据传输效率高等优点,对它的研究已经有大量的成果。但是其实现复杂度高、收敛速率缓慢,由于硬件条件的限制,目前很难应用到实际系统中。导频估计优点在于复杂度低,实现简单,因此受到很多的青睐。它的缺点在于,第一导频的使用降低了数据传输效率,第二很难及时反映信道的变化,这两个缺点在信道快速变化的情况下尤为明显。而在高速移动下仍能够提供高速的数据传输是下一代移动通信系统的要求之一,因此兼顾复杂度和性能的半盲信道估计成为了研究的热点,本文将在导频估计和盲估计的基础上对其展开研究。本文首先简单介绍了移动通信技术的发展及现状,并对新一代移动通信技术的特点进行了描述。之后,本文介绍了无线信道的数学模型和描述参数,在此基础描述了MIMO、OFDM和空时编码的相关理论基础知识。接着本文简要介绍了两种常用的MIMO-OFDM信道估计技术——基于导频的信道估计技术和盲估计技术。通过分析两者的原理及技术特点后,总结了它们的优点和缺点。在此基础上,本文结合两者的特点,重点研究了MIMO-OFDM系统中的半盲信道估计技术。着重讨论了两种信道估计方案——自适应滤波器方案和子空间方案。在第一个方案中,本文提出了一种基于卡尔曼滤波器和时域导频的信道估计算法,该算法具有较高的数据传输效率和良好的信道跟踪能力。在第二个方案中,本文介绍了一种基于子空间的信道估计算法,该算法利用了空时编码OFDM的特殊结构,弥补了传统子空间的缺陷。在此基础上,本文提出了一种将频域导频估计与子空间结合起来的方法,消除了噪声和多天线对于导频点估计的影响,进一步提高了估计的准确度。仿真结果表明,在高速数据传输速率和高速移动的条件下两种估计方案均可达到10?3的误码率性能,并且使用的导频只占用极少量的频带。最后本文指出,尽管半盲信道估计具有相对较高的复杂度,但是随着硬件条件飞速发展,其应用的前景将越来越广阔。

MIMO-OFDM系统中半盲信道估计技术的研究

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