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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
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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。
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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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