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MIMO-OFDM无线通信系统中信道估计算法的研究

作　者: 张玺君
导　师: 王继曾；黎锁平
学　校: 兰州理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 信道估计 多径效应 信道容量 傅里叶逆变换
分类号: TN919.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


未来第三、四代无线移动通信的目标是实现随时无缝覆盖的高质量、高速率的移动多媒体和数据业务传输。MIMO-OFDM技术成为了一种发展的必然选择。信道估计是通信领域的一个研究热点,是MIMO-OFDM系统接收机设计的一项主要任务。本论文围绕MIMO-OFDM系统中基于频域导频的信道估计技术以及基于LS的信道估计方法展开研究,采用理论分析和仿真相结合的方法,主要进行以下几个方面的工作:总结归纳了国内外对MIMO技术、OFDM技术、信道估计技术等的研究成果。分析了无线衰落信道、MIMO信道的物理特性。结合常见的仿真模型仿真分析了无线信道对信号的衰落情况。讨论分析了随着收发天线数目的改变,MIMO信道容量的变化情况。在考虑非均匀性、尘埃颗粒绝热电荷扰动以及外部磁场等物理因素的情况下,运用约化摄动方法得出描述三维孤波的变系数的Korteweg-deVries(KdV)方程。更深层次知道影响电磁波传播的因素。总结了目前常见的OFDM系统的信道估计方法,重点研究了OFDM中基于导频的信道估计方法,结合目前常见的导频形状,仿真分析了基于梳状导频的频域插值信道估计方法。接着研究了在MIMO-OFDM系统中基于LS的信道估计方法,在分析现有算法不足的基础上,提出了基于LS频—时参数化的信道估计方法。最后推导了基于IDFT(傅里叶逆变换)级联去噪的信道估计方法。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
插图索引  9-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 无线移动通信系统的发展历程  10
  1.2 无线移动通信信道特征及模型  10-15
    1.2.1 小尺度衰落的通用模型  11
    1.2.2 多径效应  11-15
  1.3 自由空间电波传播特性分析  15-17
    1.3.1 自由空间的电波传播模型  15
    1.3.2 大尺度衰落模型  15-16
    1.3.3 电磁波在非磁化等离子体中孤波方程的推广  16-17
  1.4 仿真分析  17-19
  1.5 本论文的结构和创新点  19-20
第2章 MIMO-OFDM系统结构及信道估计方法  20-35
  2.1 OFDM系统  20-23
    2.1.1 OFDM系统的基本结构  20-21
    2.1.2 OFDM系统原理及特点  21-22
    2.1.3 OFDM技术的发展趋势及研究热点  22-23
  2.2 MIMO系统  23-28
    2.2.1 MIMO系统原理  23-24
    2.2.2 MIMO信道模型分类  24-25
    2.2.3 典型的MIMO信道模型  25
    2.2.4 典型MIMO系统容量的分析  25-27
    2.2.5 MIMO技术应用前景及研究热点  27-28
  2.3 MIMO-OFDM系统  28-33
    2.3.1 MIMO-OFDM系统模型  28-29
    2.3.2 MIMO空时编码  29-33
  2.4 MIMO-OFDM无线通信系统中的信道估计  33-34
  2.5 小结  34-35
第3章 基于导频符号设计的信道估计算法研究  35-45
  3.1 OFDM系统中的信道估计  35-37
    3.1.1 OFDM系统中信道估计方法总结  35-36
    3.1.2 导频设计准则及导频结构  36-37
  3.2 OFDM系统中基于导频符号辅助的信道估计  37-40
    3.2.1 基本过程  38
    3.2.2 改进的频域信道估计算法  38-40
    3.2.3 基于块状导频的信道估计方法  40
  3.3 OFDM中基于梳状导频的频域插值改进算法  40-42
    3.3.1 频域插值算法原理  40-41
    3.3.2 插值法仿真分析比较  41-42
  3.4 空时编码技术与OFDM的结合  42-44
    3.4.1 基于OFDM的空时复用技术  42-43
    3.4.2 空时编码结合的OFDM技术  43-44
  3.5 小结  44-45
第4章 MIMO-OFDM中基于LS的信道估计算法研究  45-59
  4.1 MIMO-OFDM信道估计概述  45-47
    4.1.1 基于训练序列的信道估计  46
    4.1.2 MIMO-OFDM基于频域导频的信道估计研究  46-47
  4.2 MIMO-OFDM系统中基于LS的信道估计研究  47-53
    4.2.1 最小二乘法(LS)的信道估计  47-48
    4.2.2 MIMO-OFDM系统中基于LS的信道估计  48-50
    4.2.3 基于LS频—时参数化的信道估计算法  50-53
  4.3 基于变换域信道估计算法的研究  53-56
    4.3.1 基本原理  53-54
    4.3.2 简化算法  54-56
  4.4 基于去噪的信道估计算法研究  56-58
    4.4.1 基本原理  56
    4.4.2 系统的时域去噪法  56-58
  4.5 小结  58-59
第5章 结论  59-60
  5.1 论文主要工作  59
  5.2 下一步工作的展望  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  64

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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 > 按传输线路分的数据通信 > 无线数据通信
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