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高速移动信道的有关参数辨识的研究

作　者: 沈海滨
导　师: 曹士坷
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: MIMO MIMO-OFDM 信道估计 载波频偏估计
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着通信行业的发展越来越快，提高频谱资源利用率成为当前通信行业急需解决的问题，MIMO技术成为解决这一问题的关键。MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加系统带宽和天线总发送功率的情况下，有效对抗无线信道衰落的影响，大大提高通信系统的频谱利用率和信道容量。而OFDM技术是一种调制技术和复用技术的结合，而且也是基于多载波传输的一种技术。当信道为频率选择性衰落信道时，单纯的MIMO系统就不能发挥上面的特性，可以利用OFDM技术将MIMO系统的频率选择性衰落信道转变成多个子载波上的频率非选择性信道。还可以借助MIMO技术能够提高系统容量的特性，有效的提高无线信道的可靠性和信号质量。本文主要介绍了MIMO系统的信道估计算法以及与OFDM技术相结合的MIMO系统的载波频偏估计，概述如下：首先，根据当前的移动通信技术的发展方向，分析了当前国内外研究现状，给出了本论文选题的来源和研究的意义。在无线信道特征的基础上，分别对MIMO系统、OFDM系统以及MIMO-OFDM系统的基本原理和系统模型进行介绍。接着，依据前面介绍的MIMO系统模型，本文针对不同的信道环境对MIMO系统进行分析，主要研究频率非选择性和频率选择性这两种信道环境的信道估计，首先对估计的理论基础做出了介绍，并针对观测值用LS、ML、MMSE算法分别做出了分析；然后根据所使用的训练序列依据估计理论对不同的信道环境给出算法估计，同时给出了仿真结果。最后，本文研究了MIMO-OFDM系统的载波频偏估计算法。由于载波频偏会导致MIMO-OFDM系统的子载波间失去正交性，严重降低系统性能，因此MIMO-OFDM系统需要近乎完美的载波频偏估计。本文分别从时域和频域进行了载波频偏估计，针对时域训练序列的系统，根据频偏在时域反映为相同训练序列不同的相偏，使用两个不同长度的序列进行估计算法，短序列用于扩大估计范围，长序列提高估计精度。针对频域采用频域导频的方法，根据采样钟误差在频域的表现为导频相位旋转，依靠检测相邻导频相位进行估计算法，并对相应的算法给出了仿真结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-11
  1.1 论文的研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9
  1.3 论文的研究意义  9-10
  1.4 论文的结构安排  10-11
第二章 无线通信概述  11-20
  2.1 无线通信的发展简述  11
  2.2 无线信道的特征  11-17
    2.2.1 传输衰减  12-13
    2.2.2 多径（时延）扩展  13-14
    2.2.3 多普勒扩展  14-15
    2.2.4 无线信道的统计模型  15-17
  2.3 高速移动环境下宽带无线通信  17-18
    2.3.1 高速无线信道特点产生原因  17
    2.3.2 高速无线通信有待解决的主要问题  17-18
  2.4 本章小结  18-20
第三章 MIMO 系统的基本理论  20-32
  3.1 MIMO 技术概述  20-24
    3.1.1 MIMO 系统模型  21-22
    3.1.2 MIMO 系统的信道容量  22-24
    3.1.3 MIMO 系统的优缺点  24
  3.2 OFDM 技术概述  24-29
    3.2.1 OFDM 的基本原理  24-26
    3.2.2 保护间隔和循环前缀  26-28
    3.2.3 OFDM 的优缺点  28-29
  3.3 MIMO-OFDM 系统原理与模型  29-30
  3.4 参数估计概述  30-31
    3.4.1 信道估计  30-31
    3.4.2 载波频偏估计  31
  3.5 本章小结  31-32
第四章 信道估计  32-44
  4.1 频率非选择性MIMO 信道估计  32-38
    4.1.1 信道估计的理论基础  32-35
    4.1.2 频率非选择性信道模型  35
    4.1.3 频率非选择性信道估计  35-36
    4.1.4 算法仿真  36-38
  4.2 频率选择性MIMO 信道估计  38-43
    4.2.1 频率选择性信道分析  38-40
    4.2.2 频率选择性信道估计  40-41
    4.2.3 算法仿真  41-43
  4.3 本章小结  43-44
第五章 载波频偏估计  44-56
  5.1 载波频偏对MIMO-OFDM 系统的影响  44-45
  5.2 基于时域训练序列的载波频偏估计  45-50
    5.2.1 系统模型  45-47
    5.2.2 时域载波频偏估计  47-48
    5.2.3 性能分析  48-50
  5.3 基于频域导频的载波频偏估计  50-53
    5.3.1 信号模型  50-51
    5.3.2 小数倍粗频偏估计  51
    5.3.3 整数倍频偏估计  51-52
    5.3.4 小数倍细频偏估计  52-53
    5.3.5 性能分析  53
  5.4 仿真结果  53-55
  5.5 本章小结  55-56
第六章 总结与展望  56-58
  6.1 工作总结  56-57
  6.2 展望  57-58
缩略语  58-60
符号注释表  60-62
参考文献  62-65
致谢  65

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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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