高精度OFDM信道估计算法

摘要

随着无线通信技术的不断发展，无缝的高速率、高质量的移动多媒体和数据业务传输需求的不断扩大，对通信系统的性能提出了更高的要求。正交频分复用(OFDM)是一种并行的多载波传输方案，由于利用相互正交的多个子载波传输信息，具有较高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，适用高速率数据传输，被认为是未来第四代移动通信的核心技术之一。而信道估计技术是OFDM系统的关键技术之一，其主要目的是估计从发射天线到接收天线之间的无线信道频率响应。
　　本文系统分析了无线信道基本特征及OFDM基本原理，对OFDM系统中基于导频的信道估计算法进行了深入研究，其中包括最小均方误差(MMSE)和改进的MMSE算法、线性最小均方误差(LMMSE)算法、最小平方(LS)以及改进的LS算法。
　　为了进一步降低OFDM系统信道估计的误码率(BER)，提出了一种在带阻滤波下的OFDM信道估计算法。该算法利用快速傅里叶变换的性质，将噪声和信道频率响应信息分离，并经过带阻滤波器将估计算法进行滤波，进而提高了系统的BER性能。文中给出了在带阻滤波下的LS算法及MMSE算法理论分析和算法推导并通过仿真实验验证了算法的有效性。在增加少量计算复杂度的情况下，所提算法的估计性能优于经典的信道估计算法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 第四代移动通信技术

1．3 OFDM技术的发展历史与研究现状

1．4 本课题的研究意义

1．5 论文的主要工作和内容安排

第2章 OFDM系统中的无线信道

2．1 无线信道概念

2．2 无线多径信道的参数

2．2．1 时间色散参数

2．2．2 频率色散参数

2．2．3 角度色散参数

2．3 无线信道模型

2．3．1 Jakes信道模型

2．3．2 瑞利多径信道模型

2．3．3 多径衰落信道模型

2．3．4 多普勒频展信道模型

2．4 本章小结

第3章 OFDM基本原理及关键技术

3．1 OFDM系统基本原理

3．1．1 OFDM系统模型

3．1．2 循环前缀

3．1．3 调制解调技术

3．1．4 DFT实现

3．1．5 频谱利用率

3．1．6 OFDM基本参数的选择

3．2 OFDM系统的优缺点

3．2．1 OFDM系统的优点

3．2．2 OFDM系统的缺点

3．3 OFDM系统的关键技术

3．3．1 同步问题

3．3．2 信道编码与交织技术

3．3．3 均衡技术

3．3．4 降低峰均比技术(PAPR)

3．3．5 信道估计技术

3．4 本章小结

第4章 OFDM信道估计技术

4．1 信道估计概念

4．2 信道估计模型

4．3 导频图案选择

4．3．1 块状导频

4．3．2 梳状导频

4．3．3 散状和交错状导频

4．4 MMSE及改进的MMSE算法

4．4．1 MMSE算法

4．4．2 改进的MMSE算法

4．4．3 LMMSE算法

4．4．4 仿真结果及分析

4．5 LS及改进的LS算法

4．5．1 LS算法

4．5．2 改进的LS算法

4．5．3 仿真结果及分析

4．6 本章小结

第5章 带阻滤波下的信道估计算法

5．1 算法原理

5．2 带阻滤波下的LS信道估计算法

5．2．1带阻滤波下的LS算法

5．2．2仿真结果及分析

5．3 带阻滤波下的MMSE信道估计算法

5．3．1 带阻滤波下的MMSE算法

5．3．2 仿真结果及分析

5．4 本章小结

第6章 结论

6．1 总结

6．2 未来研究方向

参考文献

致谢