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高速移动信道估计的研究

作　者: 王婷婷
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: 信道估计 无线移动信道 正交频分复用 多输入多输出 MIMO-OFDM
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 34次
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内容摘要


OFDM技术和MIMO技术均是下一代无线移动通信系统的关键技术，OFDM技术属于特殊的多载波传输技术，能在无线传播环境下进行高速传输，可以有效地对抗频率选择性衰落，消除符号间干扰，MIMO技术可以显著的提高频谱利用率和系统容量。根据两者的优缺点提出了这两种技术的结合，即MIMO-OFDM系统，此系统既结合了OFDM技术高频谱利用率和抗衰落的优点，又结合了MIMO技术能成倍的提高信道容量的优点，两者相互补充，更好地提高系统的传输性能。在无线通信系统中，由于无线信道的时变特性，为了更好的保证系统的性能不受信道由这一特性带来的衰落等各种因素的影响，需利用信道估计来跟踪信道响应的变化，使得接收端能够更好的对接收到的信号进行检测与恢复，从而提高系统的性能。本文针对OFDM系统和MIMO-OFDM系统的信道估计的原理及算法进行了深入的研究，概述如下：首先，介绍了无线移动通信的发展历程及信道估计的重要性，给出了本课题的研究背景和意义，并讨论了无线移动信道的传输特性及统计模型。其次，根据OFDM技术的基本原理分析了其优缺点，介绍了基于导频的信道估计原理及算法，其中包括LS算法、MMSE算法及LMMSE算法，并讨论了几种获得非导频位置处的信道响应的插值算法，包括常值内插、线性内插及高斯内插。最后对这几种信道估计算法及插值算法进行了MATLAB仿真，获得了算法性能分析。最后，介绍了MIMO技术及MIMO-OFDM技术的基本原理，详细讨论了此系统中基于导频的信道估计算法LS算法，并给出了LS算法的简化算法，介绍了最优导频的设计方案，最后对此进行了MATLAB仿真，比较简化算法的优越性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 引言  8-9
  1.2 移动通信的信道估计  9
  1.3 课题研究背景和意义  9-10
  1.4 论文的主要内容及结构安排  10-12
    1.4.1 论文的主要内容  10-11
    1.4.2 论文的结构安排  11-12
第二章 无线移动信道  12-19
  2.1 无线移动信道发展历程  12
  2.2 无线电波的传输机制  12-13
  2.3 无线信道的传输特性  13-16
    2.3.1 大尺度衰落  14-15
    2.3.2 小尺度衰落  15-16
  2.4 无线信道的统计模型  16-17
    2.4.1 瑞利分布衰落  16-17
    2.4.2 莱斯分布衰落  17
  2.5 高速无线通信有待解决的主要问题  17-18
  2.6 本章小结  18-19
第三章 OFDM 系统及信道估计方法  19-36
  3.1 OFDM 技术  19-24
    3.1.1 OFDM 系统基本原理  19-21
    3.1.2 保护间隔和循环前缀  21-23
    3.1.3 OFDM 技术的优缺点  23-24
  3.2 信道估计方法的分类  24-25
  3.3 OFD M 系统导频位置的信道估计原理  25-27
  3.4 导频位置的信道估计算法  27-32
    3.4.1 LS 算法  27-29
    3.4.2 MMSE 算法  29-30
    3.4.3 LMMSE 算法  30-31
    3.4.4 算法性能比较  31-32
  3.5 几种典型的插值算法  32-34
    3.5.1 常值内插  32
    3.5.2 线性内插  32-33
    3.5.3 高斯内插  33-34
    3.5.4 插值算法性能比较  34
  3.6 本章小结  34-36
第四章 MIMO - OFD M 技术基本原理及信道估计方法  36-52
  4.1 M I MO 技术  36-41
    4.1.1 MIMO 系统基本原理  36-37
    4.1.2 MIMO 系统模型  37-39
    4.1.3 MIMO 系统的信道容量  39-41
    4.1.4 MIMO 技术的优缺点  41
  4.2 MIMO- OFDM 系统  41-44
    4.2.1 MIMO - OFDM 系统的原理与模型  41-42
    4.2.2 常见的MIMO - OFDM 系统  42-44
  4.3 MIMO-OFD M导频设计  44-45
    4.3.1 时域导频设计  44-45
    4.3.2 频域导频设计  45
  4.4 基于导频的信道估计算法  45-51
    4.4.1 基于LS 准则的信道估计算法  46-47
    4.4.2 简化的LS 算法  47-48
    4.4.3 优化导频设计  48-49
    4.4.4 仿真及性能比较  49-50
    4.4.5 基于LS 算法的内插算法性能比较  50-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章 总结与展望  52-54
  5.1 工作总结  52-53
  5.2 展望  53-54
缩略语  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
符号注释表  59-60

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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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