数字调幅广播关键技术研究—OFDM系统中的信道估计方法

摘要

该文主要以DRM数字调幅广播系统的标准为基础,就系统中采用的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)调制技术的信道估计算法进行了深入的研究.了解无线广播信道的特性是实现高性能数字广播系统的关键,也是信道估计技术的基础,文中阐述了表征无线广播信道的一些参数,给出了无线瑞利信道的仿真模型.无线广播信道的载波低于30MHz,带宽为9/10kHz,为时变多径信道,要在这样的条件下实现高质量的数据传输,必须采用高频带利用率和抗多径的OFDM技术,DRM系统就是基于这一技术的.在深入了解DRM标准中的导频形式的基础上,研究OFDM中信道估计的算法发现,基于导频的信道估计算法主要涉及到两个方面的问题,一是插值滤波的算法的性能问题,二是根据信道的相关性进行线性最小均方估计(LMMSE)的算法性能问题,二是根据信道的相关性进行线性最小均方估计(LMMSE)的算法性能问题.根据相关的文献,插值和滤波算法的性能和复杂度是相互制约的,性能最好的是采用三次插值或者采用低通滤波的方法来实现,当然算法的复杂度相应提高.而根据信道的相关性进行LMMSE估计时,由于理论算法运算量太大,可以采用分离的FIR Wierner滤波器,或者采用奇异值分解(SVD)和离散傅立叶变换(DFT)的方法来简化运算量,同时达到不错的性能.该文首先根据DRM标准建立了包含MSC,SDC和FAC三个通道的OFDM超帧格式,在通过标准中建议的广播信道模型后,采用不同的信道估计算法,进行了性能的仿真.最后得到的方案是采用时域的线性插值加频域Wiener滤波器或者频域DFT滤波的方案,可以得到性能和计算量较好的平衡.

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1 数字调幅广播的发展历程

1.2世界性数字广播(DRM)系统

1.3 OFDM技术的发展历史

1.4我国数字广播的发展

1.5本论文的安排

第2章无线广播信道

2.1 多径衰落信道的基本概念

2.2无线广播信道的一些基本参数

2.3 DRM标准中建议的信道模型

第3章OFDM原理与系统

3.1 OFDM技术基本原理

3.2 OFDM系统的调制方式

3.3 中短波信道中的OFDM信号参数设计

第4章OFDM系统的信道估计原理和算法

4.1 OFDM系统模型

4.2信道估计的基础

4.3导频(Pilot)

4.3.1 导频的时频域间隔的计算

4.3.2 导频的形式

4.4 基于导频的低复杂度信道估计器的设计

4.4.1 基于DFT的信道估计简化方法

4.4.2 基于SVD的变换域信道估计简化方法

4.4.3 基于Wiener滤波器的信道估计方法

4.4.4 插值与滤波

4.5结论

第5章基于DRM数字广播系统的信道估计算法

5.1 DRM数字广播系统的OFDM方案

5.2仿真方案的实现

5.3信道估计算法的性能比较

5.3.1 LS估计后进行插值

5.3.2 对LS估计插值后进行LMMSE估计

5.3.3 对LS估计插值后用DFT方法简化LMMSE估计

5.3.4 对LS估计插值后用SVD方法简化LMMSE估计

5.3.5 对导频进行LMMSE估计后进行插值

5.3.6 插值后进行基于DFT的滤波方法

5.3.7 频域Wiener滤波器估计

5.3.8 性能比较

5.3.9 结论

5.4改进的信道估计方案

5.4.1 系统仿真环境

5.4.2 性能比较和分析

5.5结论

第6章结束语

参考文献

致谢