多天线OFDMA系统中的信道估计的研究与实现

摘要

在多天线OFDMA系统中运用空时编码技术，不仅能够满足高速率大容量的传输要求，同时还可以提高系统的可靠性。但目前系统中常用的空时译码方法在很大程度上依赖于准确的信道状态信息，使得信道估计成为影响多天线OFDMA系统性能的关键技术之一。
　　 本文主要研究了多天线OFDMA系统中的信道估计算法及其实现。首先介绍了OFDMA、MIMO以及信道估计基本原理，然后设计了多天线OFDMA系统模型，为信道估计算法的验证提供了完善的仿真平台。进而针对具体的多天线导频分布模式进行信道估计算法的研究，结合虚拟导频的设计和时频二维多项式拟合算法，提出了一种适用于快速移动场景的VPA(Virtual Pilot Algorithm)信道估计算法。该算法能够利用时频二维信道信息的相关性，对信道进行拟合，从而改善信道估计的性能。仿真结果表明，较现有的信道估计算法，在快速移动场景下VPA算法具有更好的均方误差MSE和误码率BER性能。最后根据实际项目要求，给出了PB3(ITU Pedestrian B，Speed3km/h)信道模式下的多天线信道估计和空时译码的量化方案，并完成了FPGA实现。

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2 OFDM和OFDMA技术

1.3 MIMO技术

1.4信道估计原理

1.5本文的主要工作内容

第二章多天线OFDMA系统模型设计

2.1多天线OFDMA系统模型

2.2子载波分配方案

2.2.1时隙和Tile结构

2.2.2 1024点子载波分配方案

2.2.3子载波分配方案对信道估计影响

2.3空时编译码

2.4信道模型的设计

2.4.1无线信道的传输特性

2.4.2小尺度衰落

2.4.3信道建模

2.5本章小结

第三章多天线OFDMA系统中信道估计的研究

3.1多天线OFDMA系统中的导频

3.2基本信道估计算法

3.2.1导频位置的信道估计算法

3.2.2导频位置信道估计的仿真结果

3.2.3数据位置的信道估计算法

3.2.4数据位置信道估计的仿真结果

3.3 VPA信道估计算法

3.3.1虚拟导频的设计

3.3.2数据位置的信道估计

3.3.3仿真结果与性能分析

3.4本章小结

第四章多天线信道估计和空时译码的FPGA实现

4.1信道估计方案选择

4.2多天线信道估计和空时译码的量化方案

4.2.1信道估计的定点量化方案

4.2.2信道估计的量化仿真结果

4.2.3空时译码的定点量化方案

4.2.4空时译码的量化仿真结果

4.3多天线信道估计和空时译码的FPGA实现

4.3.1多天线信道估计和空时译码整体模块

4.3.2信道估计模块

4.3.3空时译码模块

4.3.4性能分析

4.4本章小结

结束语

致谢

参考文献