正交频分复用技术中的信道估计与干扰抵消研究

论文摘要

在无线通信系统中,正交频分复用(OFDM)技术已被广为应用,使得系统的信号传输性能有了显著提高。OFDM技术中的一个重要部分就是信道估计。信道估计的目的就是得到一系列的信道参数。自适应调制、分集接收与合并、相干检测和解调等环节都需要清楚的知道这些参数。同时,由于多径信道不可避免的产生码间干扰和符号间干扰,所以接收端的干扰抵消算法也起到相当重要的作用。本文主要研究OFDM系统中的信道估计和干扰抵消算法。在时不变系统中,通过对系统的模拟与分析,给出信道估计的一般方法。为克服循环前缀引起的信息传递效率的降低,本文提出一种新的无循环前缀(CP)OFDM系统在时不变信道下的信道估计与干扰抵消迭代算法。仿真表明,本算法在提高系统的频谱效率的同时,能够达到较高的估计精度。在时变系统中,CP虽然可以消除符号间干扰,但已无法消除由于多径效应所带来的码间干扰。本文在时变信道下,提出一种基于最小均方误差(MMSE)估计和迭代算法相结合的均衡方法。为了消除一般MMSE均衡因子中将ICI当作加性高斯白噪声(AWGN)所带来的误差,本文先使用MMSE方法对传输信号进行初值估计,再进行联合干扰抵消和迭代检测。多次仿真表明,在时变多径衰落信道中使用本算法能够有效的消除ICI,使系统性能得到很好的改善。本文分为5章。第一章主要讨论了宽带系统中OFDM技术的发展以及系统构架,介绍了OFDM技术的基本概念、发展历史、特点及优点。第二章主要讨论了多径信道模型。第三章详细分析了OFDM系统的关键技术。第四章着重讨论OFDM系统在时不变系统中的信道估计与干扰抵消技术。第五章讨论OFDM系统在时变信道下的联合信道估计和干扰抵消问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 宽带系统发展
• 1.2 OFDM技术
• 1.2.1 OFDM的概念
• 1.2.2 OFDM的发展历史
• 1.2.3 OFDM与FDMA、TDMA的比较
• 1.2.4 OFDM的优点
• 第二章 无线移动信道
• 2.1 多径信道衰落模型概述
• 2.2 线性时变信道的特性
• 2.3 Rayleigh模型和Ricean模型
• 2.3.1 多径衰落和Rayleigh/Ricean模型
• 2.3.2 多普勒频移和时间选择性
• 2.3.3 多径衰落和频率选择性
• 2.4 信号特征对于信道模型选择的影响
• 2.5 慢衰落信道的抽头延迟模型及MIMO信道容量
• 2.5.1 慢衰落信道的抽头延迟模型
• 2.5.2 MIMO系统的信道容量
• 第三章 OFDM系统构成
• 3.1 OFDM系统
• 3.2 OFDM的传输技术
• 3.2.1 发射机
• 3.2.2 接收机
• 3.3 OFDM的同步
• 3.3.1 帧和时间同步
• 3.3.2 载波频率同步
• 3.4 OFDM的调制和解调
• 第四章 OFDM系统中的信道估计
• 4.1 OFDM无线通信系统时域信道估计
• 4.1.1 OFDM系统模型
• 4.1.2 时域上的信道估计
• 4.1.3 模拟结果
• 4.2 无CP的OFDM联合信道估计和干扰抵消
• 4.2.1 无CP的OFDM系统模型
• 4.2.2 时域上的联合信道估计与干扰抵消
• 4.2.3 模拟结果
• 第五章 OFDM系统中的干扰抵消
• 5.1 系统模型
• 5.2 迭代干扰抵消
• 5.3 信道估计
• 5.4 模拟仿真
• 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢