MIMO-OFDM系统的信道估计技术

论文摘要

作为B3G,4G移动通信和宽带无线局域网的两个关键技术,MIMO（多输入多输出）和OFDM（正交频分复用）技术越来越受到人们的重视。MIMO系统在发送端和接收端利用多个天线同时在相同的频带内传输信号,极大的提高了系统容量。OFDM系统把高速数据流分成若干低速数据流并行地在相互正交的子载波上传输,很好地抑制了符号间干扰及载波间干扰。MIMO-OFDM系统将OFDM与空时编码技术有机的结合在一起能够获得很高的频谱利用率,并能有效的抵抗多径衰落、抑制干扰和噪声,使得这样的系统成为高速无线传输应用的有力竞争者。在MIMO-OFDM系统中,为了检测信号必须知道每个天线对之间每个频点上的信道响应,所以信道估计是MIMO-OFDM系统中的一个重要的环节。本文在分析移动无线信道衰落特性的基础上,阐述了MIMO,OFDM,及MIMO-OFDM系统的基本原理,并围绕该系统中信道估计这一关键技术,深入研究了基于训练序列和基于导频符号的两类信道估计方法,给出几种相应的信道估计算法以及它们的改进算法,并重点研究并改进了LS信道频域估计以及EM信道估计及跟踪算法,在对LS频域信道估计的改进中,采用了一种新的基于2个连续训练序列的方法,设计了一种新的具有互补性的训练序列进行信道估计,在对EM信道估计算法的改进中,本文对EM迭代算法中迭代初值的计算方法进行了改进,并在信道跟踪时,采用一种将迭代空时译码与EM迭代信道估计结合的信道跟踪算法,最后通过计算机仿真验证了上述三种改进算法都在不增加计算复杂度的基础上,提高了信道估计的精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信的发展
• 1.2 MIMO技术概述
• 1.2.1 MIMO的发展过程
• 1.2.2 NIMO的技术特点
• 1.3 OFDM概述
• 1.3.1 OFDM的发展过程
• 1.3.2 OFDM的技术特点
• 1.4 MIMO-OFDM信道估计技术及发展
• 1.5 本文内容介绍
• 第2章 移动无线信道特性与建模
• 2.1 移动无线信道的特点
• 2.2 多径衰落对信号的影响
• 2.2.1 多普勒扩展（时间选择性衰落）
• 2.2.2 时延扩展（频率选择性衰落）
• 2.2.3 角度扩展（空间选择性衰落）
• 2.3 衰落信道的动态特性
• 2.3.1 信道的频率变化
• 2.3.2 信道的时间变化
• 2.4 多径衰落信道建模
• 2.5 本章小结
• 第3章 MIMO-OFDM系统
• 3.1 MIMO-OFDM系统简介
• 3.2 OFDM基本原理
• 3.3 MIMO基本原理
• 3.4 MIMO-OFDM系统
• 3.4.2 STC-OFDM系统
• 3.4.3 STC-OFDM系统性能分析
• 3.4.4 仿真结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于训练序列的信道估计
• 4.1 系统描述
• 4.2 信道模型
• 4.3 基于训练序列的信道估计
• 4.4 基于MMSE准则的信道估计
• 4.4.1 基本算法
• 4.4.2 改进算法
• 4.4.3 仿真结果与分析
• 4.5 基于LS准则的时域信道估计
• 4.5.1 基本算法
• 4.5.2 改进算法
• 4.5.3 仿真结果与分析
• 4.6 基于LS准则的频域信道估计
• 4.6.1 基本算法
• 4.6.2 改进算法
• 4.6.3 仿真结果与分析
• 4.7 基于EM准则的信道估计
• 4.7.1 基本算法
• 4.7.2 迭代初值的计算与改进
• 4.7.3 信道跟踪及改进
• 4.7.4 仿真结果与分析
• 4.8 本章小结
• 第5章 基于导频符号的信道估计
• 5.1 导频符号的选择
• 5.2 基于PSAM导频的信道估计
• 5.2.1 导频正交性设计
• 5.2.2 导频位置信道估计
• 5.2.3 内插滤波估计非导频位置信道参数
• 5.3 仿真结果与分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢