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OFDM中信道参量估计算法研究

作　者: 朱文升
导　师: 李有明
学　校: 宁波大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: OFDM 循环平稳特性信道估计信噪比估计克拉美—罗界
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着4G通信时代的到来,人们对信息传输速率和可靠性的要求越来越高,以及下一代通信系统所面临的复杂环境,这些必然会对未来移动通信的发展提出更高的要求。OFDM技术以其较高的频谱利用率、有效对抗频率选择性衰落等优点,已成为第四代移动通信的关键技术,并在广播数字音视频领域得到广泛应用。但由于无线信道的多普勒频移等特性会造成接收端OFDM符号子载波间干扰(ICI),为了能够准确地解调OFDM信号,就必须进行准确的信道参量估计,这主要包括信道估计和信噪比估计两部分。在OFDM系统中,为了消除符号间干扰(ISI)而加入的循环前缀,使得OFDM信号具有循环平稳特性。本文主要基于信号的这一特性,针对OFDM系统的信道参量估计问题展开研究,主要包括基于信号循环平稳特性的OFDM信道估计和信噪比估计,主要工作及创新之处有:(一)、介绍了本课题研究背景及意义,详细论述了OFDM调制原理、OFDM调制信号的循环平稳特性以及系统数据传输所需要的多径衰落信道模型。(二)、基于信号循环平稳特性,不改变循环频率变量,而是通过分析延迟变量的z变换中两个相关值,本文提出一种新的OFDM盲信道估计算法(单k算法)。新算法信道估计误差小,信道估计均方误差和误码率均小于双k算法。(三)、针对本文(二)提出的单k算法,通过分析发送信号的周期自相关函数的能量分布规律,充分采用部分关键频谱信息替代全部频谱信息,提出了一种单k算法的简化实现。与已有的算法和单k算法相比,单k简化算法虽然在高信噪比时性能有所下降,但算法复杂度却大大降低了。(四)、通过分析数据传输的多径信道及其特性,结合OFDM信号本身固有的循环平稳特性,本文提出了一种盲信噪比估计算法,并推导出克拉美—罗下界的理论值。通过仿真分析比较,该方法估计准确度和性能明显优于传统方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 OFDM背景知识  11-12
  1.3 OFDM中信道参量估计的研究现状及意义  12-14
  1.4 论文的主要创新和贡献  14-15
  1.5 论文的主要内容及章节安排  15-17
2 预备知识  17-27
  2.1 OFDM简介  17-22
    2.1.1 多载波调制  18-19
    2.1.2 保护间隔与循环前缀  19-21
    2.1.3 OFDM技术的优缺点  21-22
  2.2 OFDM信号循环平稳特性  22-26
    2.2.1 循环平稳基本理论  23-24
    2.2.2 OFDM循环平稳特性及其应用  24-26
  2.3 本章小结  26-27
3 OFDM系统信道估计算法概述  27-41
  3.1 信道估计模型概述  27-28
  3.2 导频插入方式  28-29
  3.3 基于导频的信道估计方法  29-36
    3.3.1 LS估计算法  29-31
    3.3.2 MMSE估计算法  31-32
    3.3.3 SVD算法  32-34
    3.3.4 DFT滤波算法  34-36
  3.4 仿真结果分析  36-40
  3.5 本章小结  40-41
4 OFDM系统基于循环平稳特性的信道估计  41-59
  4.1 引言  41-42
  4.2 已有的双k盲信道估计算法  42-48
  4.3 基于循环平稳特性的盲信道估计以其简化实现  48-53
    4.3.1 单k盲信道估计算法  48-51
    4.3.2 单k简化盲信道估计算法  51-53
  4.4 仿真结果分析  53-58
  4.5 本章小结  58-59
5 OFDM中基于循环平稳特性的信噪比估计  59-71
  5.1 引言  59-60
  5.2 OFDM中盲信噪比估计  60-65
    5.2.1 多径衰落信道模型  60-61
    5.2.2 已有的M_2 M_4 信噪比估计方法  61-63
    5.2.3 基于循环平稳特性的盲信噪比估计新方法  63-65
  5.3 仿真结果与性能分析  65-70
    5.3.1 性能评估函数  65-66
    5.3.2 克拉美—罗下界  66-68
    5.3.3 仿真条件及结果  68-70
  5.4 本章小结  70-71
6 结束语  71-73
  6.1 论文工作总结  71
  6.2 下一步工作展望  71-73
参考文献  73-76
在学研究成果  76-78
致谢  78

OFDM中信道参量估计算法研究

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