基于OFDM系统的简化LMMSE信道估计算法研究

摘要

本文研究了基于OFDM系统的简化LMMSE信道估计算法。首先从理论上分析了LMMSE信道估计算法的复杂度，然后分别简化了信道自相关矩阵和矩阵求逆算法，最后基于Matlab搭建了OFDM系统仿真链路平台，对简化的LMMSE信道估计算法的估计性能和复杂度进行了研究和仿真验证。主要研究内容包括:
　　(1)搭建了OFDM系统链路的仿真平台。本仿真链路平台根据IEEE802.16a协议搭建，实现了Matlab环境中OFDM系统仿真链路，主要包括三个模块:生成发送数据、调制、插入导频和插入循环前缀模块;信道模块;译码、结果统计模块。其中，信道模块可实现多径瑞利衰落，可模拟ITU和3GPP信道环境的特性。
　　(2)提出了一种简化的LMMSE信道估计算法。算法首先利用复指数函数的周期性简化了信道自相关矩阵的求解，其次利用LMMSE算法中的待求逆矩阵满足共轭对称Toeplitz特性简化了逆矩阵的求解，实现了比Cholesky分解求逆更简化的信道估计算法。结果表明:当OFDM子载波数为128时，与Cholesky对照算法相比，本文算法提出的信道自相关矩阵求解的复乘、复加次数分别减少了31.78％和16.49％;矩阵求逆的复乘、复加次数均由原来的o(N3)变为o(N2)，因此提出了算法降低了相应的算法计算量。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 信道估计算法研究现状

1．2．1 信道估计算法的发展

1．2．2 LMMSE算法的研究现状

1．2．3 简化LMMSE算法的研究现状

1．3 论文内容与结构安排

第二章 无线信道的衰落特性及估计算法

2．1 无线信道特性

2．1．1 多径衰落

2．1．2 无线信道数学模型

2．2 无线信道衰落分布

2．2．1 瑞利分布

2．2．2 莱斯分布

2．2．3 Nakagami-m分布

2．3 信道估计算法理论模型

2．3．1 LS信道估计算法

2．3．2 MMSE信道估计算法

2．3．3 LMMSE信道估计算法

2．4 本章小结

第三章 搭建OFDM系统仿真链路

3．1 OFDM系统仿真链路的搭建依据

3．2 OFDM系统仿真链路子函数间的调用关系

3．3 仿真链路的子函数功能及接口说明

3．4 不同信道估计算法的BER和MSE仿真

3．5 本章小结

第四章 简化的LMMSE信道估计算法

4．1 LMMSE信道估计算法

4．2 简化的LMMSE信道估计算法

4．2．1 简化的信道自相关矩阵求解算法

4．2．2 简化的逆矩阵求解算法

4．3 简化算法的性能分析

4．3．1 简化算法的误码率性能分析

4．3．2 简化算法的均方误差性能分析

4．4 简化算法的复杂度分析

4．4．1 信道自相关矩阵求解的复杂度分析

4．4．2 矩阵求逆的复杂度分析

4．4．3 简化算法的复杂度分析

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢