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OFDM系统中信道估计导频插值算法的研究

作　者: 杜宏伟
导　师: 傅明
学　校: 长沙理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 信道估计 误码率 基于门限判决的最小二乘算法 三次埃尔米特插值
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着社会的进步和发展,无线频谱资源越来越紧张,为了提高频谱利用率,正交频分复用(OFDM)技术已经成为当今研究的热点。OFDM技术导频插值算法的研究引起了国内外学者的广泛关注,首先是要把已知的导频信号插入各个子载波中,利用最小二乘估计(LS)、最小均方误差估计(MMSE)和奇异值分解估计(SVD)来估算出导频点的信道响应,然后利用线性插值,高斯插值,DFT插值,三次样条插值等插值算法估算出导频子载波的信道响应,为了进一步降低误码率,提高系统的性能,插值算法的研究已经成为OFDM技术的焦点。本文以提高OFDM系统的信道估计性能为目标,改进了LS算法,提出三次埃尔米特(hermite)插值算法。本文的主要研究工作如下:(1)针对OFDM信道的特点,建立了无线信道的数学模型。在此基础上介绍了块状和梳状两种导频方式下,以及讨论了LS、MMSE和SVD算法,并且比较了线性插值,高斯插值,DFT插值,三次样条插值的性能,分析了这些算法误码率高的原因,为提出改进算法打下基础。(2)针对LS算法没有考虑噪声因素,从而影响估计精度,本文提出了基于门限判决的最小二乘算法(LS),此算法通过将LS信道估计的时域信道响应限制在小于循环前缀长度的部分,并设置一个门限值,将循环前缀长度内的噪声分量和无效径响应置零,进一步提高了估计的精度。(3)针对已有的插值算法误码率高的问题,提出了hermite插值,此算法,通过相邻两个导频点的信道响应及信道响应的一阶导数,估计两个导频点间的数据子载波的信道响应,进行性能分析,此算法较线性插值、高斯插值和DFT插值在误码率上有一定的优势,相比三次样条插值,误码率略高,但是计算复杂度较简单。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 OFDM 信道估计的研究背景及意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-13
  1.3 论文存在的问题及本文工作  13-14
  1.4 论文的研究内容及章节安排  14-15
第二章 无线 OFDM 系统分析  15-27
  2.1 OFDM 基本原理  15-20
    2.1.1 OFDM 系统的基带模型  15-17
    2.1.2 DFT 模块  17-18
    2.1.3 保护间隔和循环前缀  18-20
  2.2 OFDM 系统的传输模型  20-21
  2.3 无线信道特征  21-25
    2.3.1 大尺度衰落  22-23
    2.3.2 小尺度衰落  23-25
  2.4 信道模型  25
    2.4.1 AWGN 信道模型  25
    2.4.2 无线多径信道模型  25
  2.5 本章小结  25-27
第三章 一种基于门限判决的 LS 估计算法  27-39
  3.1 OFDM 导频方式  27-28
  3.2 估计算法  28-32
    3.2.1 LS 算法  29-30
    3.2.2 MMSE 算法和LMMSE 算法  30-31
    3.2.3 SVD 算法  31-32
  3.3 基于门限判决的LS 估计算法  32-36
    3.3.1 理论依据  32-34
    3.3.2 算法改进  34-36
  3.4 仿真及分析  36-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 一种三次hermite 插值算法  39-55
  4.1 常见的插值算法  39-42
    4.1.1 线性插值  40
    4.1.2 高斯插值  40-41
    4.1.3 DFT 插值  41
    4.1.4 三次样条插值算法  41-42
  4.2 三次hermite 插值算法  42-48
    4.2.1 算法的设计  42-45
    4.2.2 算法的应用  45-48
  4.3 仿真及分析  48-54
    4.3.1 最佳导频距离  51-52
    4.3.2 多普勒频移对误码率的影响  52-53
    4.3.3 多径效应对误码率的影响  53-54
  4.4 本章小结  54-55
结束语  55-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文  61-62
摘要  62-65
Abstract  65-68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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