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基于DSP的OFDM系统中的信道估计技术实现研究

作　者: 郭丹丹
导　师: 王学东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 WiMAX LTE 信道估计 DSP实现
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


多径衰落和多普勒频移是影响宽带无线移动系统性能的重要因素,而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是一种高效的数字传输技术,具有抗多径能力强、频谱利用率高、硬件实现简单等优点,被视为下一代无线通信的核心技术之一。本文着重讨论OFDM系统在无线宽带移动通信环境下的信道估计技术,以无线城域网IEEE 802.16e和3GPP的长期演进LTE(Long term evolution)协议中的OFDM物理层协议标准为基础,紧密结合OFDM技术的最新发展动向,研究了信道估计的算法及其实现技术。在保证功能的前提下,从工程实现的角度优化其性能,研究结果对实际的工程应用有一定的指导意义。本文首先综述了OFDM技术的发展和现状,对OFDM系统中的信道估计技术进行概述;进一步分析了OFDM系统的基本原理,主要研究了OFDM系统中基于导频符号的信道估计算法,包括LS算法、MMSE算法、LMMSE算法等,同时,对以导频信道估计为前提的常值内插、线性内插、高斯内插、Sinc内插等数据信道估计的插值方法进行了研究,并在特定的环境下对估计算法及内插方法的误比特率(BER)及均方误差(MSE)性能分别进行了仿真,对算法的有效性和可行性进行了全面的分析和比较;接着根据802.16e和LTE的物理层协议中导频的结构和具体参数,对采用LS和线性插值信道估计算法的实现进行设计;同时结合TI公司TMS320 C6000系列DSP的特点,在CCS软件平台上实现了基于协议的信道估计算法,并对算法实现的性能进行分析和优化,达到了较好的效果;最后,对本文所做的工作进行了总结,并对进一步研究提出了一些思路和设想。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-10
  1.2 OFDM技术概况与发展现状  10-11
  1.3 信道估计技术发展现状  11-12
  1.4 IEEE 802.16e和LTE标准发展概况  12-13
  1.5 论文结构与安排  13-15
第2章 OFDM原理及系统模型  15-24
  2.1 无线信道的传播特性  15-18
    2.1.1 多径时延  16-17
    2.1.2 多普勒频移  17-18
  2.2 OFDM技术基础  18-23
    2.2.1 OFDM基本原理  18-21
    2.2.2 DFT在OFDM中的应用  21-22
    2.2.3 保护间隔和循环前缀  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章 OFDM系统中的信道估计  24-39
  3.1 信道估计准则  24-30
    3.1.1 基于LS准则的估计算法  25-26
    3.1.2 最小均方误差估计(MMSE)  26-27
    3.1.3 线性最小均方误差(LMMSE)估计  27-28
    3.1.4 两种信道下的仿真及结论  28-30
  3.2 导频插入样式  30-33
    3.2.1 块状导频  31-32
    3.2.2 梳状导频  32
    3.2.3 离散导频  32-33
  3.3 几种内插方法及仿真分析  33-38
    3.3.1 常用内插方法  33-34
    3.3.2 仿真及分析  34-38
  3.4 本章小结  38-39
第4章 WiMAX和LTE信道估计实现设计研究  39-51
  4.1 WiMAX 和 LTE 帧结构及参数  39-43
    4.1.1 WiMAX 帧结构  39-41
    4.1.2 LTE帧结构  41-43
  4.2 WiMAX 和 LTE 信道估计共性分析和实现设计  43-50
  4.3 本章小结  50-51
第5章 信道估计的DSP实现和优化分析  51-64
  5.1 TI C6000 系列DSP 芯片的特点  51-52
  5.2 信道估计的DSP实现及性能分析  52-56
  5.3 WiMAX 和 LTE 信道估计优化分析  56-63
  5.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-69
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  69-71
致谢  71

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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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