基于信道预测的MIMO-OFDM系统研究

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1、南昌航空大学硕士学位论文基于信道预测的MIMO-OFDM系统研究姓名：解云雁申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：宋高俊20070601基于信道预测技术的MIMO-OFDM系统研究摘要当前用户对无线通信的速率和服务质量提出了越来越高的要求，但是频谱资源的匮乏制约了无线通信的进一步发展；同时，无线信道的多径传播特性和时变性会对传输的信号带来非常严重的损伤。如何提前准确地了解信道状态的变化，从而能在系统中采用自适应调制技术动态地调整发射信号的调制方式，进而能够大大提高无线通信系统的频谱效率和可靠性，已经引起人

2、们越来越多的关注。本论文研究了自适应调制技术及信道预测技术的基本原理、实现方法和应用。了解无线信道是对信道进行预测及采用自适应调制技术的基础。论文首先介绍了无线信道传输特性，分别给出了连续时间信道模型及离散时间信道模型；并讨论了给出信道模型输入输出之间的关系、信道模型的统计特性以及信道参数，为信道预测理论提供了信道的时域以及频域的相关特性。多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)是一种新的高速数据传输技术。MIMO技术通过采用多个发射天线和接收天线可以显著提高无线通信系统的信道容量，增强数据传输的可靠性。OFDM技术

3、可以把频率选择性衰落的信道转化成一组正交的平坦衰落的信道，因此可将OFDM技术应用在MIMO系统中来克服多径衰落的影响。MIMO-OFDM技术被业界认为是未来第四代移动通信系统的主要物理层技术。MIMO-OFDM系统中的自适应调制是指在不同子载波上使用不同的调制方式，从而实现频域和时域两维的链路自适应。论文通过仿真结果证明，如果能获得及时有效的信道状态信息(CSI)，自适应调制可以有效提高MIMO-OFDM系统的性能。信道预测技术可以为自适应调制提供准确及时信道状态信息(CSI)，克服传统系统中信道估计只能得到当前信道状

4、态信息，在经历系统处理和反馈时延后对自适应调制系统性能的损伤。论文首先给出了基于MMSE准则的线性信道预测算法，由于在实际系统中无法实时计算信道相关参数的逆矩阵，进一步提出降低复杂度的MMSE线性信道预测算法。此外还结合自适应调制OFDM系统的特点，提出了基于导频信号的线性预测算法。从仿真结果中可以看出，将自适应调制技术与信道预测技术相结合，可以得到较好的性能。关键词：无线通信信道建模，自适应调制，多入多出，正交频分复用，信道预测，MMSE准则，导频符号IV基于信道预测技术的MIMO-OFDM系统研究AbstractTh

5、edemandforhigherdatarateandhigherqualityinwirelesscommunicationsystemshasseenunprecedentedgrowth.However,oneofthemostlimitingfactorsinwirelesscommunicationsisthescarcityofspectrum.Inaddition,themulti-pathpropagationandtimevariancecharacteristicsofwirelesschannelb

6、ringsomeimpairmenttothesignalstransmittedoverit.Tomeettherequirements,wehavetoutilizetheresourcesonthechanneleffectively.Itmeansthetransmissionmustbeadaptedtothechannelatanytimeinstantsbytransmittingalownumberofbitswhenthechannelisbadandgraduallyincreasingtherate

7、asthechannelqualitybecomesbetter.Howtogetthevalidchannelstateinformationintimehasreceivedmoreandmoreattention,withtheaccuratechannelstateinformationitcanutilizetheadaptivemodulationtoadjustthemodulationmode.Theadaptivemodulationcandramaticallyincreasethespectrale

8、fficiencyandimprovethetransmissionreliabilityofwirelesscommunicationsystems.Inthisdissertation,someissues,principleandapplicationsofadaptivemodulationandchanne