S频段卫星信道OFDM通信系统信道估计研究

摘要

OFDM技术因为其在频谱利用率、抗干扰能力等方面独特的优越性，受到了学术界和产业界的广泛关注，更是在今天的地面移动/无线通信系统中广泛应用。同时，卫星通信因为其一些特性是其他通信方式难以企及的，近年来也发展迅速，而与地面通信系统的融合是未来卫星移动通信系统实现个人通信发展的必然趋势。另一方面，由于无线信道随机性的存在，信号经过信道时会受到干扰，能否获得详细的信道信息，从而在接收端正确地解调出发射信号，是衡量一个无线通信系统性能的重要指标。因此，对于信道估计算法的研究是一项有重要意义的工作。所以，本文在给定S频段卫星信道的各项参数的前提下，完成了一个基于OFDM的卫星通信系统的设计工作，并对其信道估计方法展开了深入研究。
　　本文首先介绍了OFDM的基本原理和常用的信道估计方法，同时分析了无线信道特性和一些信道基本参数；其次，描述了本系统具体的信道环境，并针对S频段卫星信道的特点及参数，对信道进行建模；接着对物理层进行设计，综合考虑峰均比和邻道干扰等因素确定系统子载波个数，进而完成OFDM符号、帧结构和整个系统的设计工作。
　　最后，针对已完成的系统展开信道估计方法的研究。在对比梳状导频和块状导频的优缺点后选择使用块状导频，然后对经典的最小二乘算法和线性最小均方误差算法进行仿真分析，然而最小二乘算法忽略了噪声影响，估计不准确，线性最小均方误差算法因涉及矩阵求逆而运算复杂度高，所以需要一种合适的信道估计算法。考虑到本系统带宽较窄，子载波个数较少，受噪声影响大，所以从尽量消除噪声干扰的角度出发，给出了一种低通滤波下的最小二乘信道估计算法，该算法在已得到最小二乘信道响应估计值的基础上，通过变换域特性分离信道信息与噪声，然后通过滤波器滤除噪声，这样就可以提高信道传输信息的可靠性。该算法运算复杂度较低，且能得到良好的误码性能，此外，该算法对于微小频偏也有着良好的补偿能力。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 OFDM的发展历程

1.3 论文内容及安排

第二章 正交频分复用技术

2.1 单载波与多载波传输

2.2 OFDM原理

2.3 OFDM的参数选择

2.4 峰均功率比

第三章 无线信道特性和信道估计

3.1 无线传输信道特征

3.2 信道估计方法

3.3 基于导频的信道估计

第四章 系统设计方案

4.1 系统信道模型

4.2 物理层设计

4.3 系统总体设计及仿真

第五章 系统信道估计

5.1 多径信道对系统性能的影响

5.2 采用梳状导频的信道估计

5.3 采用块状导频的信道估计

5.4 频偏的影响与估计

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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