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MIMO-OFDM超宽带通信系统中的信道估计技术研究

作 者: 李新苗
导 师: 徐铁峰
学 校: 宁波大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: MIMO-OFDM 超宽带 信道估计 循环平稳特性 m序列
分类号: TN925
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 40次
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内容摘要


无线信道环境是影响无线通信系统性能的主要因素之一,通常采用相干检测、均衡、空时编解码等信号处理技术来提高无线通信系统的性能,而这些技术都需要已知信道的信息,因此信道估计具有重要意义。高频谱利用率、高传输速率、高质量一直是无线通信系统追求的目标。MIMO-OFDM技术将OFDM技术与空时编码技术相结合以提高系统的容量,引起通信界的广泛关注。超宽带技术以极宽的频带(7.5GHz)换取大容量、高速率等优点,成为无线通信领域研究和开发的热点。而这些宽带通信技术又给信道估计提出了更高的要求。本论文围绕MB-OFDM超宽带技术、MIMO-OFDM技术展开深入的研究,重点探讨了信道估计技术以及信道阶数检测方法。对于MB-OFDM超宽带系统,作者的主要工作可以概括为:(1)针对MMSE算法复杂度高难于实现的缺点,提出一种低复杂度的MMSE信道估计算法。新算法利用解一簇线性方程组来代替复杂的求逆运算,然后通过初等行变换得到信道的估计值。新算法在不损失性能的前提下拥有更低的复杂度;(2)针对经典的时域LS信道估计方法,采用m序列作为训练序列,并利用其自相关矩阵的对角占优性,分别提出一对角分解方法和三对角分解方法,新方法性能略有下降,但复杂度降低了一个数量级。对于MIMO-OFDM系统,作者的主要工作可以概括为:(1)利用信号循环平稳特性和周期预编码处理,提出了一种单k盲信道估计方法,并通过分析循环自相关函数的分布特性,提出了一种降维的单k算法,大大降低了运算量。(2)提出了一种基于信息论准则的信道阶数盲检测方法。不同于典型的门限方法,基于信息论准则的信道阶数盲检测方法更有理论依据,且检测性能明显优于传统的门限方法。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
1 绪论  6-13
  1.1 引言  6-7
  1.2 超宽带技术及实现方案  7-9
  1.3 宽带通信系统信道估计的意义及研究现状  9-10
  1.4 论文的主要创新和贡献  10-11
  1.5 本文的研究内容和章节安排  11-13
2 预备知识  13-25
  2.1 OFDM 的基本原理  13-18
    2.1.1 多载波调制  13-15
    2.1.2 保护间隔和循环前缀  15-18
  2.2 MIMO 的基本原理  18-21
    2.2.1 MIMO 系统容量  18-20
    2.2.2 空时编码  20-21
  2.3 MIMO-OFDM 与超宽带的结合  21-22
  2.4 UWB 信道模型  22-24
  2.5 本章小结  24-25
3 MB-OFDM 超宽带系统的信道估计算法概述  25-38
  3.1 信道估计模型描述  25-26
  3.2 导频插入方式  26-28
  3.3 基于导频的信道估计方法  28-33
    3.3.1 LS 估计算法  28-29
    3.3.2 MMSE 估计算法  29-30
    3.3.3 SVD 算法  30-32
    3.3.4 DFT 滤波算法  32-33
  3.4 仿真结果分析  33-37
  3.5 本章小结  37-38
4 MB-OFDM 超宽带系统的信道估计新算法  38-48
  4.1 改进型低复杂度的MMSE 算法  38-40
  4.2 基于m 序列的时域 LS 估计算法  40-41
  4.3 对角分解方法  41-44
    4.3.1 一对角分解方法  41-42
    4.3.2 三对角分解方法  42-44
  4.4 仿真结果分析  44-47
    4.4.1 改进型低复杂度的MMSE 算法性能  44-45
    4.4.2 对角分解方法性能  45-47
  4.5 本章小结  47-48
5 MIMO-OFDM 系统的盲信道估计及改进算法  48-66
  5.1 MIMO-OFDM 系统循环平稳特性分析  48-50
  5.2 周期预编码序列的构造  50-51
  5.3 信道阶数盲检测门限方法  51-52
  5.4 已有的双k 盲信道估计算法  52-53
  5.5 基于循环平稳特性的盲信道估计改进方法  53-57
    5.5.1 基于AIC 准则的信道阶数盲检测方法  54-55
    5.5.2 单k 盲信道估计算法  55-56
    5.5.3 降维的单k 方法  56-57
  5.6 仿真结果分析  57-65
    5.6.1 基于AIC 准则的信道阶数盲检测方法性能  58-61
    5.6.2 不同周期预编码处理的双k 算法性能  61-63
    5.6.3 单k 方法及降维方法的仿真结果分析  63-65
  5.7 本章小结  65-66
6 结束语  66-68
  6.1 论文工作总结  66
  6.2 下一步工作的展望  66-68
参考文献  68-72
在学研究成果  72-73
致谢  73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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