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适用于OFDM系统快衰落时变信道的最优导频序列研究

作　者: 刘继恩
导　师: 汪晋宽
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用快衰落时变信道导频簇最小均方误差最大信噪比
分类号: TN929.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要

证交频分复用是一种无线环境下的数据传输技术,它采用相互正交的多载波传递信息,提高了频谱利用率,具有很强的抗干扰、抗衰落能力,是新一代无线通信领域研究的热点。随着高速铁路和高速公路的出现,信号从发送端到接收端之间的传输信道变得更加复杂,时延扩展和多普勒扩展引发的频率选择性和时间选择性衰落导致通信系统性能恶化,为了保证无线信道的准确估计以及通信系统的高性能品质,需要插入导频序列,不同的业务类型以及系统的性能指标对导频序列插入的要求不同,因此,研究导频序列设计具有十分重要的意义。本文详细介绍了OFDM系统导频序列的设计基础,系统分析了最优导频序列设计的经典算法,针对快衰落时变信道下OFDM系统子载波间有干扰的情况,提出了基于簇结构的最优导频序列设计算法,能够有效避免快衰落时变信道中多普勒频移造成的影响,抑制载波间干扰,提高信道估计精度,保证了系统的高性能。传统导频序列模式一般都采用单个导频插入,这种模式存在计算复杂度高、频谱利用率低、处理时延大和干扰影响明显等问题,针对上述问题,本文采用导频簇结构模式,即一组组插入导频。另外现有的导频序列设计算法大多只是针对导频的数量、功率或位置的单一属性展开研究,在进行优化过程中无法最大限度的满足系统性能。为解决这一问题,本文提出一种导频数量、功率和位置联合优化的导频序列设计算法,该算法根据上一时刻信道估计获得的信道状态信息,设计出下一时刻的最优导频序列,然后反馈到发送端进行导频插入,该算法利用了系统平均BER、MSE和SNR作为性能指标来进行优化,提高了数据传输利用率,保证了信道的估计精度,加强了系统的传输有效性,与其他导频(簇)序列算法相比,能够有效降低BER和MSE,从而在整体上提高了系统性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 无线通信的发展历史及趋势  10-12
  1.2 OFDM技术的发展历史及现状  12-13
  1.3 OFDM系统中导频技术的研究现状及意义  13-15
  1.4 论文的主要内容和结构安排  15-16
第2章 OFDM系统导频序列设计基础  16-30
  2.1 无线信道特性  16-21
    2.1.1 恒参信道  16-17
    2.1.2 变参信道  17-19
    2.1.3 无线信道模型  19-21
  2.2 OFDM系统特性  21-27
    2.2.1 OFDM基本原理  22-23
    2.2.2 OFDM关键技术  23-26
    2.2.3 OFDM技术的优缺点  26-27
  2.3 OFDM系统导频技术  27-29
    2.3.1 经典导频分布图案  27-28
    2.3.2 导频分布间隔要求  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 OFDM系统导频序列设计基本算法  30-40
  3.1 导频序列设计的最优化处理  30-31
  3.2 理想信道中导频序列设计算法  31-34
    3.2.1 基于最小平均MSE准则均匀分布导频  31-32
    3.3.2 基于最小平均SER准则非均匀分布导频  32-34
  3.3 快衰落信道中导频序列设计算法  34-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章适用于快衰落信道的最优导频序列设计  40-68
  4.1 算法概述  40-41
  4.2 导频簇数量的设计  41-43
  4.3 导频簇功率的设计  43-55
    4.3.1 算法概述  44-50
    4.3.2 仿真实验与结果分析  50-55
  4.4 导频簇位置的设计  55-67
    4.4.1 算法概述  56-59
    4.4.2 仿真实验与结果分析  59-67
  4.5 本章小结  67-68
第5章结论  68-70
参考文献  70-74
致谢  74

适用于OFDM系统快衰落时变信道的最优导频序列研究

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