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OFDM系统中信道估计的研究

作　者: 刘昆浩
导　师: 李本喜
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 信道估计 LS算法 LMMSE算法 导频
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


正交频分复用调制(OFDM)技术利用许多并行的子载波来实现高速的数据通信。特别适合在无线信道中传输高速的数据业务。由于OFDM具有高频谱利用率、支持非对称传输、易于硬件实现、抗频率选择性衰落和抗窄带干扰能力突出等优点,被广泛应用于众多领域。本文分析了OFDM系统发展的历史与优缺点,阐述了OFDM的基本原理。论述了OFDM系统的实现及其采用的关键技术。本文研究了OFDM系统保护间隔和插入循环前缀对整个系统性能的影响。同时,探讨了基于导频的信道估计中的导频选择和插入问题,并仿真验证了导频间隔的变化对OFDM系统性能的影响。本文着重研究了基本LS算法和LS的DFT算法的原理,明确了二者的优缺点。特别是对LS的DFT算法的使用条件和局限性做了深入的研究。在此基础上,本文重点提出了一种能够克服能量泄漏现象影响的LS的DFT算法的改进算法,这种估计器具有更普遍的适用范围。通过仿真验证了该估计器的性能,仿真结果表明所提出的算法虽然复杂度略有增加,但性能得到了很大改善。本文对基本LMMSE算法、已有的LMMSE的DFT改进算法进行了深入的理论研究,分析了它们的优缺点。然后,文章重点研究了降秩线性最小均方误差算法。然后,对该算法选取不同阶数时的性能进行了仿真,分析了循环前缀的选取规则对最佳降秩LMMSE算法阶数选取的影响。本文对多种数据子载波插值算法进行了研究,分析他们的优缺点和适用条件,并通过仿真比较了多种插值算法的性能,从而推荐了其中性能最佳的插值算法。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-14
  1.1 OFDM的发展历史  10-11
  1.2 OFDM系统的优缺点  11-12
  1.3 主要研究内容与论文结构  12-14
2 无线衰落信道  14-28
  2.1 无线衰落信道的传播特性  14-18
    2.1.1 无线信道的小尺度衰落(多径衰落)  14-15
    2.1.2 无线信道的中尺度衰落(阴影衰落)  15-16
    2.1.3 无线信道的大尺度衰落  16-17
    2.1.4 无线信道的时变性  17-18
  2.2 无线通信信道模型  18-27
    2.2.1 无线电波的传播  18-20
    2.2.2 小尺度衰落模型  20-24
    2.2.3 多径衰落信道的实验室仿真  24-27
  2.3 本章小结  27-28
3 OFDM技术  28-38
  3.1 OFDM基本原理  28-30
  3.2 OFDM系统的实现  30-32
  3.3 OFDM的保护间隔和循环前缀  32-34
  3.4 OFDM中的关键技术  34-37
    3.4.1 同步技术  34-35
    3.4.2 信道估计  35
    3.4.3 峰均比  35
    3.4.4 信道编码  35
    3.4.5 调制解调技术  35-37
    3.4.6 信道时变性的影响  37
    3.4.7 自适应技术  37
  3.5 本章小结  37-38
4 信道估计算法及仿真  38-72
  4.1 基于导频的信道估计  38-44
    4.1.1 导频的选择和插入图样  39-44
  4.2 基于训练序列的信道估计算法  44-63
    4.2.1 LS和LMMSE信道估计  44-46
    4.2.3 LMMSE的DFT改进信道估计算法  46-47
    4.2.4 LS的DFT改进信道估计算法  47-54
    4.2.5 降秩LMMSE算法  54-63
    4.2.6 基于块状导频信道估计的判决反馈法  63
  4.3 数据子载波信道插值算法  63-70
    4.3.1 最邻近插值法  64
    4.3.2 线性插值法  64
    4.3.3 高斯插值法  64-65
    4.3.4 三次样条插值法  65
    4.3.5 拉格朗日内插  65-66
    4.3.6 hermit插值  66
    4.3.7 cubic内插  66-67
    4.3.8 sinc函数插值  67-68
    4.3.9 仿真分析  68-70
  4.4 盲信道估计  70
  4.5 本章小结  70-72
5 结束语  72-74
参考文献  74-76
致谢  76-77
攻读学位期间发表的学术论文  77

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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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