多载波系统基于导频的信道估计技术及仿真

摘要

随着4G技术的逐步大规模商用，5G技术尚未有一个统一的标准，各大高校、研究机构等都在努力研究新的技术。相比于传统正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统，索引调制（Index Modulation,IM）系统凭借抗子载波间干扰（Inter-Carrier Interference,ICI），拥有高的能量效率性能，交织情况下具有更低的误码率，系统配置更加灵活等优点，引起了国际上相关团队的广泛关注。
　　本文的研究基于传统OFDM系统基于导频辅助的信道估计技术，将其推广到索引调制系统中。为了不占用额外的频域资源，提出了一种特殊的导频放置方式。之后对接收机进行了设计及优化，并给出了多种导频检测算法和多种改进的信道估计算法。最后，再将索引调制系统中这种特殊的导频放置方式与多天线技术相结合，提出了相应的导频插入方式和信道估计算法。
　　论文的第一章回顾了OFDM系统、索引调制以及多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）系统、空间调制（Spatial Modulation,SM）系统和导频辅助信道估计技术的发展历程和研究现状。
　　第二章介绍了传统OFDM系统中常见的3种导频插入方式以及4种信道估计方法。通过仿真对比了不同导频放置方式和不同信道估计方法的区别。之后介绍了OFDM索引调制系统的导频插入方式，以及接收机设计的基本思想。最后，通过仿真分析了该导频插入方式存在的问题。
　　第三章针对第二章最后的问题分析，优化了OFDM索引调制系统的接收机设计。接着根据能量判决算法检测导频位置的局限性，给出了3种性能更优的导频检测算法，通过仿真对比了各算法的性能并分析了算法的复杂度。最后给出了1种低复杂度的改进信道估计算法，并进行了仿真。为了提高信道估计的性能，提出了2种利用多个符号进行联合信道估计的方法，并进行了仿真。
　　第四章介绍了MIMO-OFDM系统中导频辅助信道估计的原理，2种导频放置方式和对应的信道估计算法。之后，将在静默子载波上插入导频的索引调制OFDM系统推广到了MIMO和SM系统中。根据相应系统的特点设计了导频的插入方式，并给出了接收机导频的检测方法以及信道估计的方法。
　　最后一章是全文总结，并介绍了未来可能的研究方向。

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第一章 绪论

1.1 系统介绍

1.2 导频辅助多载波通信的信道估计研究现状

1.3 论文主要研究内容及贡献

1.4 本文结构及内容安排

第二章 导频辅助正交频分复用系统的信道估计

2.1 引言

2.2 传统OFDM系统的导频插入方式与信道估计

2.3 索引调制OFDM系统的导频插入方式与信道估计

2.4 本章小结

第三章 索引调制OFDM系统的信道估计算法

3.1 引言

3.2 收端模型

3.3 导频位置检测算法

3.4 基于DFT变换的改进信道估计方法

3.5 多符号联合信道估计算法

3.6 本章小结

第四章 多天线索引调制OFDM系统的信道估计

4.1 引言

4.2 传统MIMO-OFDM系统的导频插入方式与信道估计

4.3 MIMO索引调制OFDM系统的信道估计

4.4 空频索引调制OFDM系统的信道估计

4.5 本章小结

第五章 全文总结

5.1 本文贡献

5.2 未来研究方向

致谢

参考文献

个人简历

攻读硕士学位期间参加的科研项目及研究成果