OFDM系统多径时延及信道估计理论研究和算法实现

摘要

信道估计技术是OFDM系统的研究热点之一，目前国内外很多专家都提出了相应的信道估计算法。其中导频辅助信道估计算法通过导频子信道的响应得到整个信道的响应，能够很好地跟踪信道的变化，在复杂度不是很高的情况下达到很好的误差性能，是比较适合实际应用的信道估计算法之一。但传统的OFDM系统信道估计器的设计首要考虑系统链路的可靠性，通常按照最恶劣的信道情况进行设计，会因信道的非匹配性误差带来系统性能的损失。而随着对通信传输质量要求的提高，新一代OFDM系统必须具有针对信道状态的估计器，实时更新当前信道的多径时延、多普勒频移等参量，通过自适应选择信道估计最优算法和相关参数以实现系统的性能优化。 时延估计作为表征信号的一个基本参量是参数估计中的一个基本问题在无线移动通信中有着广泛的应用。本论文针对OFDM系统，分析了无线信道的特性并建立信道模型，对多径时延扩展与循环前缀（CP）长度及导频数目间的关系进行了分析。 论文主要根据OFDM系统特有的二维导频模式，利用导频的频域相关性估计得到信道时域功率时延谱（PDP），并根据PDP提出信道均方根（RMS）时延及最大多径时延门限值的估计算法，最终实现OFDM系统对信道多径参量的实时跟踪。随后提出通过动态跟踪信道时延估计参数自适应选择信道估计中适宜的导频数目并同时实现对循环前缀长度的实时调整。提出基于本文时延估计算法所得参数的信道插值滤波估计改进算法。 通过MATLAB软件进行仿真表明，在无线时变环境下，本论文算法可以有效获知当前信道时延参数的近似统计信息；自适应信道估计算法的应用亦可以提高系统的传输效率，实现对系统冗余信息的优化。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、符号标注

声明

第1章绪 论

1.1引言

1.1.1无线通信技术发展过程

1.1.2第四代移动通信技术

1.1.3 OFDM技术发展现状及前景

1.2 OFDM技术基础

1.2.1 OFDM系统模型

1.2.2子载波间的正交性

1.2.3保护间隔和循环前缀

1.2.4 OFDM系统的优缺点及关键技术

1.3本课题的研究意义

1.4本文主要内容和研究创新成果

1.4.1主要内容

1.4.2论文创新

第2章无线信道及模型仿真分析

2.1无线衰落信道的传播特性

2.1.1无线信道的多径衰落

2.1.2无线信道的时变性及多普勒频移

2.2 OFDM系统的信道模型分析

2.2.1无线信道的统计描述

2.2.2无线多径时变信道仿真模型

第3章OFDM系统信道估计理论分析

3.1信道估计技术研究现状

3.2基于频域导频的信道估计技术

3.2.1导频插入方式

3.2.2导频点信道频率特性估计算法

3.2.3数据子载波处信道频率特性估计算法

3.2.4二维信道估计插值算法

第4章OFDM基于导频的信道多径时延估计新算法

4.1时延估计理论

4.2信道时延问题分析

4.3基于导频的时延估计算法

4.3.1系统描述及算法提出

4.3.2导频频域相关性分析

4.3.3最大多径时延估计

4.3.4均方根时延估计算法

4.4仿真及性能分析

4.5结论

第5章基于多径时延检测的信道估计改进算法

5.1导频模式选择

5.1.1梳状导频的自适应调整

5.1.2二维信道估计中导频的自适应调整

5.2插值滤波参数选择

5.2.1基于时延估计参数的插值系数设定

5.2.2基于多径时延检测的改进信道估计算法

5.3仿真及性能分析

结论分析与展望

参考文献

致 谢

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