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虚拟MIMO-OFDM系统的信道估计及子载波分配方法研究

作　者: 王力
导　师: 隆克平
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 虚拟MIMO-OFDM 导频 信道估计 子载波分配 信道频域响应
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


多输入多输出(MIMO)技术和正交频分复用(OFDM)技术相结合,在极大地提高系统容量的同时,可以有效地对抗多径衰落效应,已成为4G的关键技术。然而,MIMO技术要求在终端部署多天线,难以适应通信终端日益小型化的趋势,为此,人们提出了虚拟MIMO技术。虚拟MIMO技术是将两个及以上的单天线移动终端通过聚簇或协作的方式构成虚拟天线阵列(VAA)小区,联合向上下游VAA小区传输数据,其本质上就是利用了多天线所提供的多个信号的自由度来复用多个移动终端的数据。为了保证虚拟MIMO-OFDM系统传输的可靠性和有效性,需要至少在接收端获得比较准确的信道状态信息(CSI),并进行合理有效的子载波分配,本文主要针对虚拟MIMO-OFDM系统的信道估计及子载波分配方法进行研究,主要工作和创新点如下:1.在自组织网络中单天线节点已经完成聚簇及中继选择的基础上,提出了一种基于竞争空间的快速信道估计方法。经过对基于两跳接力端的虚拟MIMO协作传输方案的分析,提出了快速信道估计的具体方法,并通过仿真验证了该信道估计方法的可行性和有效性。2.提出了两种基于信道状态信息(CSI)的子载波分配方案(S1和S2),两种方案均以信道频域响应幅度为确定子载波分配的唯一参数。性能仿真分析表明,S1与S2的误比特率(BER)性能和频谱效率(SE)比固定子载波分配方案具有一定优势,可以较好地提高系统传输的可靠性。方案S2在BER和SE性能上均略优于S1,但是以提高系统的计算复杂度为代价的。3.针对子载波分配方案不允许子载波共享的不足,提出了固定子载波分配结合空频块码(SFBC)和动态子载波分配结合空时块码(STBC)两种系统传输方案(S3和S4)。性能仿真分析表明,方案S4虽然BER性能优于S3,但仅能用于移动终端速度较低的非时间选择性衰落信道;而采用SFBC编码的S3,却能保证在时间选择性衰落信道环境中的正常通信。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-14
第一章 绪论  14-20
  1.1 课题研究来源  14
  1.2 课题研究背景及意义  14-16
  1.3 国内外研究现状  16-17
  1.4 论文的研究工作和内容安排  17-20
    1.4.1 研究工作  17-18
    1.4.2 内容安排  18-20
第二章 虚拟MIMO-OFDM 系统的信道模型研究  20-41
  2.1 无线信道特性  20-23
    2.1.1 无线信道传播特性  20-21
    2.1.2 信号时间扩展  21-22
    2.1.3 移动引起的信道时变性  22-23
  2.2 蜂窝移动网络的虚拟MIMO 信道模型  23-31
    2.2.1 蜂窝移动网络的虚拟MIMO 传输方法  23-26
    2.2.2 标准化的虚拟MIMO 信道模型  26-31
  2.3 Ad Hoc 多跳自组织网络的虚拟MIMO 信道模型  31-40
    2.3.1 虚拟MIMO 信道建模面临的挑战  32
    2.3.2 多跳自组织网络的虚拟MIMO 信道建模  32-40
  2.4 本章小结  40-41
第三章 虚拟MIMO-OFDM 系统的快速信道估计方案  41-57
  3.1 多跳虚拟MIMO-OFDM 系统模型  41-42
  3.2 常见的信道估计方法及导频设计方案  42-47
    3.2.1 信道估计方法  43-44
    3.2.2 导频设计方案  44-47
  3.3 基于两跳接力端的虚拟MIMO 协作传输方案  47-50
  3.4 两跳接力段虚拟MIMO-OFDM 协作传输中的信道估计方法  50-55
  3.5 性能仿真分析  55-56
  3.6 本章小结  56-57
第四章 虚拟MIMO-OFDM 系统中基于CSI 的子载波分配方案  57-75
  4.1 子载波分配方案的研究现状  57-58
  4.2 虚拟MIMO-OFDM 系统的性能分析  58-59
    4.2.1 误码性能BER  58-59
    4.2.2 频谱效率SE  59
  4.3 导频辅助的动态子载波分配方案  59-68
    4.3.1 载波分配方案一(S1)  60-64
    4.3.2 载波分配方案二(S2)  64-66
    4.3.3 子载波分配方案的性能仿真分析  66-68
  4.4 子载波分配方案与STBC、SFBC 的结合  68-74
    4.4.1 空时块码(STBC) 与空频块码(SFBC)  69-70
    4.4.2 固定子载波分配结合SFBC 编码的传输方案(S3)  70-71
    4.4.3 动态子载波分配结合STBC 编码的传输方案(S4)  71-72
    4.4.4 两种传输方案的性能仿真比较  72-74
  4.5 本章小结  74-75
第五章 全文总结与展望  75-77
  5.1 全文总结  75-76
  5.2 展望  76-77
致谢  77-78
参考文献  78-82
攻读硕士学位期间取得的研究成果  82-83

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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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