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OFDM系统中基于FFT的信道估计及其改进技术的研究

作　者: 刘慧
导　师: 杨晋生
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 COST 207 信道 FFT 插值自适应信道估计
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 94次
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内容摘要

随着近几年来数字通信的快速发展,高数据传输技术的需求与日剧增。正交频分复用(OFDM)技术由于在无线环境下能够高数率传输并且能够抵抗符号间干扰,因此越来越受到人们的重视。OFDM将作为下一代无线通信系统的关键技术之一。在OFDM系统中,通常采用相干解调,相比差分解调具有3dB的增益。相干解调需要信道估计来跟踪信道响应的变化。本文主要研究了基于快速傅里叶变换(FFT)的OFDM信道估计以及改进算法。基于FFT的插值是各种插值算法中复杂度和性能折衷的方法,在实际应用中受到了广泛的重视。本文首先分析了OFDM系统中基于FFT的时频域二维信道估计算法,通过在matlab平台上搭建OFDM系统,研究了基于FFT的信道估计算法的性能,并且比较了不同条件下对信道估计算法性能的影响。针对基于FFT的信道估计算法在实际系统中无法获得信道准确信息,导致估计结果精度不够的问题,本文在基于FFT插值的估计方法基础上,提出了两种改进的算法,一种是针对导频位置处信道估计算法进行了具体改进,另外一种改进算法是将自适应滤波用在信道估计中,在FFT插值之后进行基于最小均方(LMS)算法的自适应信道估计。基于最小均方误差(MMSE)准则的LMS算法是一种最优化算法,能根据输入信号统计特性的变化,不断调整滤波器权值,以达到最优输出。研究结果表明,本文提出的基于FFT的自适应信道估计算法,具有很强的抗多径衰落特性,可以快速跟踪快衰落信道,复杂度低,易于实现,有很好的应用前景。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 OFDM 技术介绍  7
  1.2 OFDM 技术的优缺点  7-9
  1.3 信道估计研究意义  9-10
  1.4 本文主要内容与结构  10-12
第二章多径衰落信道  12-22
  2.1 移动无线信道的传播特性  12-14
    2.1.1 衰落  12-13
    2.1.2 多径效应  13-14
    2.1.3 多普勒频移  14
  2.2 无线信道模型  14-16
  2.3 COST 207 模型  16-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 OFDM 的基本原理及信道估计技术  22-45
  3.1 OFDM 的基本原理  22-24
  3.2 OFDM 的IFFT/FFT 实现  24-25
  3.3 OFDM 的保护间隔和循环前缀  25-26
  3.4 OFDM 的系统模型  26-27
  3.5 OFDM 系统的信道估计技术  27-44
    3.5.1 导频的插入与导频图案的选择  29-31
    3.5.2 导频处的信道估计  31-37
    3.5.3 插值获得完整信道响应的估计  37-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章基于FFT 的时频域二维信道估计  45-62
  4.1 维纳滤波  46-47
  4.2 二维线性插值  47-49
  4.3 基于FFT 的二维插值算法  49-52
    4.3.1 二维傅立叶变换(FFT)的复杂度分析  49-50
    4.3.2 简化算法一  50-51
    4.3.3 简化算法二  51-52
  4.4 基于FFT 的插值算法的性能评估  52-58
    4.4.1 仿真条件  52-54
    4.4.2 仿真结果  54
    4.4.3 不同条件对算法性能的影响  54-58
  4.5 导频位置处信道估计算法的性能比较及改进  58-60
  4.6 本章小结  60-62
第五章基于LMS 算法的自适应信道估计  62-76
  5.1 自适应滤波  62-64
  5.2 基于LMS 算法的自适应信道估计  64-66
  5.3 步长因子的设定  66-67
  5.4 仿真分析与性能评估  67-69
  5.5 期望响应的选择  69-72
  5.6 不同条件对算法性能的影响  72-74
  5.7 本章小结  74-76
第六章全文小结  76-78
  6.1 论文总结  76-77
  6.2 下一步工作  77-78
参考文献  78-82
发表论文和参加科研情况说明  82-83
致谢  83

OFDM系统中基于FFT的信道估计及其改进技术的研究

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