OFDM系统中的自适应信道估计技术研究

论文摘要

正交频分复用（OFDM）技术具有很好的抗多径衰落特性和较高的频谱效率。为了保证高速数据传输的可靠性,OFDM系统需要准确的无线信道信息来进行信道均衡,从而补偿信道多径衰落对信号的影响。在OFDM系统中,信道估计是决定系统能否正常工作并影响系统性能的关键技术。本文将讨论OFDM系统在无线宽带移动通信环境中的信道估计技术,结合多天线收发（MIMO）技术等重要内容,重点研究自适应算法在信道估计中的应用。首先,本文研究了几种常用的基于频域导频的信道估计算法,对导频结构设计,导频位置信道估计和数据位置信道估计三个基本问题作了阐述。重点分析了根据导频位置的信道响应,利用内插运算恢复完整信道信息的估计方法,并通过计算机仿真比较不同算法在信道跟踪能力上的差异。其次,本文提出一种基于DFT的自适应路径捕获信道估计算法。作为一种变换域信号处理技术,DFT信道估计算法近年来在OFDM系统的信道估计问题中得到了广泛应用。本文详细讨论了DFT信道估计和时域路径捕获技术。在此基础上,通过自适应调整路径捕获的判决阈值,可以更好地跟踪时变信道的状态。自适应路径捕获算法相比普通的DFT信道估计方法,改善了系统的误比特率（BER）性能,减小了均方误差（MSE）曲线的“误差地板”（Error Floor）效应。最后,本文讨论了MIMO-OFDM系统中的信道估计问题。分析了基于分集的OFDM系统的信道估计算法,在此基础上,研究了自适应滤波算法在MIMO-OFDM系统中的应用。提出了一种递归最小二乘（RLS）自适应信道估计算法,它利用MIMO信道的空间相关性,对信道状态做出即时跟踪与估计。仿真结果表明,RLS算法有良好的估计精度和较快的收敛速度,具有一定的应用价值。自适应信道估计技术是OFDM系统中的关键技术之一,虽然本文的研究得到了一些有益的结论,但还有许多问题值得深入探讨。随着理论研究的不断深入,自适应信道估计必将在未来的移动通信系统中得到更广泛的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 OFDM 技术背景
• 1.2.1 移动通信技术的发展历史
• 1.2.2 OFDM 技术的发展及应用
• 1.3 OFDM 系统模型
• 1.4 关于本课题的研究
• 1.4.1 课题研究的意义
• 1.4.2 作者所做的工作
• 1.5 本文的篇章结构
• 第二章 OFDM 系统中的信道估计原理
• 2.1 引言
• 2.2 无线信道
• 2.2.1 无线信道的特征参数
• 2.2.2 无线信道的数学模型
• 2.2.3 典型的无线信道
• 2.3 OFDM 系统的信道估计
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 信道估计的类型
• 2.3.3 OFDM 系统中的信道估计算法
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM 系统中基于导频的信道估计
• 3.1 引言
• 3.2 频域导频信道估计
• 3.2.1 系统模型
• 3.2.2 导频位置信道响应的估计
• 3.2.3 恢复完整信道响应的内插算法
• 3.2.4 内插算法性能比较
• 3.3 基于DFT 的信道估计方案
• 3.3.1 基本原理
• 3.3.2 DFT 估计的改进算法－自适应重要路径捕获
• 3.3.3 系统仿真结果及分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 MIMO-OFDM 系统的自适应信道估计算法
• 4.1 引言
• 4.2 MIMO-OFDM 系统的信道估计
• 4.2.1 无线MIMO 技术的优势
• 4.2.2 MIMO-OFDM 系统的信道估计原理
• 4.3 MIMO-OFDM 系统中基于RLS 滤波的信道估计
• 4.3.1 系统模型
• 4.3.2 导频结构
• 4.3.3 信道模型
• 4.3.4 时变信道的跟踪估计
• 4.3.5 仿真与结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文