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OFDM系统中基于导频的信道估计算法的研究

作　者: 黄莉娜
导　师: 姚建国
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 信道估计 导频 最小二乘 FFT插值
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


移动通信需求的迅速增长推动了各种新技术在数字移动通信系统中的应用。正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波调制技术,具有频谱利用率高、抗多径时延扩展能力强、易于硬件实现等优点,被广泛应用于各种数字通信系统中。信道估计作为OFDM系统中的一项关键技术,是进行信号解调、均衡和相干检测的基础,其准确程度直接影响整个OFDM系统的性能。本论文主要对OFDM系统中的信道估计技术进行了研究。首先介绍了OFDM系统的发展现状及应用,并对OFDM的基本原理、系统的实现及其采用的关键技术进行了论述。其次,对无线信道的特性进行了研究,描述了多径瑞利衰落信道的模型。本文对基于导频的信道估计算法从两方面进行了介绍:导频处的信道估计。首先,讨论了信道估计中导频图样选择和插入方法,并分析了导频处的信道估计算法,包括:LS、MMSE、LMMSE、SVD以及DFT的信道估计算法。由于LS的DFT算法的局限性,本文提出了一种基于门限判决的改进算法,通过设定门限值将噪声分量和信号分量进行分离,在不增加复杂度的前提下,提高了系统的性能,这种估计方法具有更普遍的适用范围。非导频处的信道估计是通过插值算法得到所有子载波位置的频率响应。本文主要对常值内插、线性插值、高斯插值、Cubic插值以及基于FFT的时域和转换域的插值算法进行了研究分析。由于DFT运算会导致频谱泄露,从而引入一定的误差,本文在基于FFT插值的估计方法基础上,提出了两种改进的算法,一种是改进的频域加窗插值算法,另一种改进算法是分别基于时域和频域数据翻转的插值算法。最后,通过仿真对上述算法的性能进行了比较和分析。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
缩略语词汇  7-8
目录  8-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 引言  10
  1.2 移动通信技术的发展  10-11
  1.3 OFDM技术的发展及应用  11-12
  1.4 信道估计的研究意义及现状  12-13
  1.5 论文的研究内容  13-15
第二章 OFDM系统的基本原理  15-26
  2.1 OFDM的基本原理  15-19
    2.1.1 单载波系统和多载波系统  15
    2.1.2 OFDM信号的产生  15-18
    2.1.3 OFDM信号的调制解调  18-19
  2.2 OFDM系统的保护间隔和循环前缀  19-22
  2.3 OFDM系统的参数选择  22-23
  2.4 OFDM系统的关键技术和优缺点  23-25
    2.4.1 OFDM系统的关键技术  23-24
    2.4.2 OFDM系统的优缺点  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 无线移动信道  26-34
  3.1 无线信道的特性  26-30
    3.1.1 无线信道衰落类型  27
    3.1.2 多径效应  27-28
    3.1.3 时变性  28-30
  3.2 多径衰落信道模型  30-33
    3.2.1 几种常用的信道模型  30-32
    3.2.2 论文采用的信道模型  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第四章 OFDM系统信道估计  34-55
  4.1 信道估计的简介  34-35
  4.2 导频图样的选择  35-37
  4.3 导频位置处的信道估计  37-50
    4.3.1 基于LS的信道估计  37-38
    4.3.2 基于MMSE的信道估计  38-39
    4.3.3 基于LMMSE的信道估计  39-40
    4.3.4 基于SVD的信道估计  40-42
    4.3.5 算法的仿真分析  42-50
  4.4 LS信道估计算法的改进  50-54
    4.4.1 基于DFT的信道估计算法  50-52
    4.4.2 基于门限判决的LS改进算法  52-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章 基于内插的信道估计  55-68
  5.1 多项式插值算法  55-58
    5.1.1 常值内插  55
    5.1.2 线性插值  55-56
    5.1.3 二阶线性内插  56-57
    5.1.4 Cubic插值  57-58
  5.2 基于FFT的时域插值算法  58-63
    5.2.1 算法描述  58-61
    5.2.2 加窗改进算法  61-63
  5.3 基于FFT的转换域算法  63-64
  5.4 基于数据翻转的插值算法的改进  64-66
  5.5 本章小结  66-68
第六章 总结与展望  68-70
发表论文和参加科研情况说明  70-71
参考文献  71-73

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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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