MIMO-OFDM系统中的信道估计与导频设计研究

摘要

由于正交频分复用(OFDM)技术实现简单，具有对抗频率选择性信道的特点，因此，它被广泛应用于实际系统中，比如数字音频广播(DAB)，数字视频广播(DVB)，无线局域网(WLAN)和非对称数字用户线(ADSL)。OFDM与多天线的结合采用了发送和接收分集，缓解衰落的影响，并极大地提升了信道容量。然而，接收端的正确解调仍然依赖于正确的信道状态信息，即取决于信道估计的性能。 为了评估信道估计和导频设计的优劣，首先需要理解无线信道的传播特性并建立准确有效的无线信道模型。论文第二章介绍了多径衰落信道的特性以及无线信道的建模方法，第四章介绍了MIMO信道的建模方法，为后续的工作做好准备。 获取信道状态信息大致可以分为两种途径。一种被称为盲信道估计；另一种被称为导频辅助信道估计。本论文的工作之一是评估单天线下的导频辅助信道估计。第三章研究了单天线下LS信道估计算法，以及对应的最优导频设计，理论比较块状和梳状导频的适用条件和性能；同时分析了基于梳状导频信道估计的各种插值算法，比较在不同信道条件下的性能。 然而在MIMO-OFDM系统中的信道估计和导频设计将更加复杂，因为每一根接收天线上的信号都是所有发射天线信号的叠加，按照SISO-OFDM系统中的估计方法，那么会将其他发射天线上的导频信号也当成干扰，从而导致信道估计的MSE很大。论文的工作之二是对现有MIMO-OFDM系统信道估计和导频设计的文献进行归纳和总结。第四章给出通用的MIMO-OFDM系统模型，将导频设计分为重叠和交错两种，选择最实用的LS信道估计算法，通过从时域和频域两方面进行信道估计，给出基于LS算法的时域和频域信道估计均方误差(MSE)下界、对应的最优导频设计方案和约束条件。通过在多径衰落信道中的仿真，验证了理论的正确性，并比较了不同导频设计的时域、频域信道估计算法性能。

目录

文摘

英文文摘

独创性(或创新性)声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

第二章相关技术背景

第三章SISO-OFDM系统中的导频设计

第四章MIMO-OFDM系统中的导频设计

第五章结束语

参考文献

致谢