OFDM系统信道估计算法研究及在DVB-C2系统中的应用

摘要

在这个高度信息化的时代，人类对于移动通信技术的需求已经不仅限于单纯的语音通信，开始致力于发展具有更大的用户容量，更快的传输速率，更高的频谱效率以及更丰富的数据业务种类的新型通信系统。正交频分复用（OFDM）技术具有优秀的频谱利用效率，优异的多径时延抵抗能力，这些优势使得它在移动通信技术的发展中扮演着非常重要的角色。在采用相干解调的OFDM系统中，接收机进行解调时，信道的状态信息是不可缺少的，信道估计的精确与否直接决定了系统的整体性能，有着重要的研究意义。
　　本文的主要研究内容是OFDM系统中的各种信道估计算法，包括基于时域PN序列相关的信道估计算法和基于导频的信道估计算法两方面内容。
　　在基于时域PN相关的信道估计算法研究中，首先介绍了时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）系统，重点分析了系统中基于时域PN相关的信道估计算法需要的特殊的帧结构。通过对PN序列良好相关特性以及传统时域相关信道估计方法的简要分析得知，传统估计结果需要在消除ISI影响的前提下才能保证其精确性，而这一前提在长时延信道往往不能成立。为了应对恶劣的长时延信道环境，本文提出了一种基于迭代消除的时域相关算法，可以有效的消除长时延强多径带来的ISI效应，通过仿真验证了这一算法给系统性能带来了1-3dB的信噪比增益。
　　在基于导频的信道估计算法研究中，对于导频的选择和插入以及导频处信道估计进行简单讨论之后，重点分析了各种插值算法。对于现有的多项式插值方法的原理进行介绍之后，基于滤波器设计的原理，分析了传统插值方法的多相子滤波器组的实现过程，结合频域内插与时域加窗的等效性，设计了一个复系数的低通滤波器的信道估计方案，提升了内插器对于具体信道条件的适应性以及对长时延信道的抗干扰能力。最后针对 DVB-C2系统的导频结构以及信道特性设计了信道估计方案，并针对不同信道跳进中对各种内插算法进行仿真，对仿真结果进行分析，验证了所设计的内插滤波器的良好时延抗性。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 OFDM系统信道估计意义及研究现状

1.3 论文主要研究内容及论文结构

第二章 无线OFDM系统和无线信道模型

2.1 OFDM系统原理简介

2.2 无线信道模型

2.3 本章小结

第三章 基于PN序列的信道估计算法研究

3.1 TDS-OFDM系统简介

3.2 传统的基于PN序列的信道估计算法

3.3 迭代消除的信道估计方法

3.4 本章小结

第四章 基于导频的信道估计算法研究

4.1 导频模式的选择和插入

4.2 导频处信道估计算法

4.3 插值算法

4.4 内插算法性能比较与分析

4.5 本章小结

第五章 DVB-C2系统中信道估计算法性能仿真

5.1 DVB-C2系统简介

5.2 DVB-C2系统信道估计器设计

5.3 DVB-C2系统中信道估计算法性能仿真

5.4 本章小结

第六章 结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果