MIMO-OFDM系统中的信道估计和自适应传输技术研究

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1、摘要摘要天线接收(MIMO)蝴增加带宽的情况下能够显著提高通信系统的信道容量，因而得到了广未来移动通信发展面临更高传输速率需求与频谱资源日趋紧张的矛盾，多天线发送和多泛的重视。OFDM技术作为一种高效的多载波调制技术，能够对抗频率选择性衰落。消除码间干扰，将OFDM技术应用于宽带MIMO系统是提高带宽效率、降低接收机复杂度的重要途径。实际应用中，MIMO-OFDM系统的相干检测需婪确知信道状态信息(CsD，而为获得信道状态信息，就必须采用信道估计，信道估计的精确程度将对MIMO-OFDM系统的检测性能产生重要影响．在实际的传播环

2、境中，MIMO无线通信系统的信道极为复杂，诸多因素影响信道容量。寻求适于各种信道环境的自适应传输方法就显得尤为必要。因此，本论文开展MⅡ订O旬FDM系统中信道估计算法及自适应传输技术研究。论文首先讨论了MIMO-OFDM系统中基于导频的信道估计算法，比较了现有估计算法在衰落信道下的性能。同时研究了非导频子载波处的信道插值算法，并分别在整数倍采样与非整数倍采样的信道下进行了仿真比较．发现当信道整数倍采样时基于DFF的插值算法性能最好，而当信道非整数倍采样时基于DC'T的插值算法性能则优于基于DFT的插值算法。在MIMO-OFDM系

3、统中，虚载波的存在破坏了等功率等闻隔且相移正交导频的最优性。论文在研究了不含虚载波时MIMO-OFDM系统最优导频设计的基础上，提出了采用遗传算法来对MIMO-OFDM系统中导频序列进行优化，推导了Ls信道估计MSB的一个上界。并将其作为遗传算法的适应度函数。仿真结果表明，导频位置的选取对MSE的影响较大，采用本论文所提算法设计的导颓序列优于等功率等间隔的导频序列。最后。论文针对MIMO-OFDM自适应传输系统，研究了基于晟大化信道容量的自适应功率分配算法．推导了发送端确知部分CSI与完整CSI的功率注水矩阵。仿真表明，发送端确

4、知完整CSI时性能最好，确知部分CSI的次之，但其性能差距随信噪比的提高而减少．关键词：多输入多输出。正交频分复用，信道估计，梳状导频，遗传算法，自适应功率分配AbstractThemainproblemofthefuturemobilecommunicationsystemisthecontradictiOHbetweentheneedofMgh-ratetransmissionandthelimitationoffrequency∞eelS'urn．mMIM0hasbeentokenmoilextensiveattentio

5、n,sinceitcallhighlyimprovethechanneluapacitywithoutincreasingthebandwidth．OFDMtechniquesa"efficientmulti．carriermodulationtechniquestoovercomethemulti-pathfadingandreducethe1Slinwii-clesschannels．WhenitiscombinedwithMIM0technique，thebandwidthefficiencyofthesystemscar

6、lbeirnpmvedandtherealizationcallbeeasiertoperforflzInpracticalapplications。theMIMO·OFDMsystetnoftcnus鹤thecoherentdetectorwhichneedsthechannelstateinformation(csl)．Channelestimationisnee蜘inordertogettheCSI，anditsaccuracywillaffecttheperformanceofthesystem_Inrealpropag

7、ationenvironruent,thechannelofMD讧OwirelesscorranunicatiOHsysternisextremelycomplicated,forchannelcapacitysuffersfixan‘manyfactors．Thesearchingforeffecttransmissionmethodwhichcouldadaptivetoallkindsofchannelconditionsisnecessary．So．Chailllelestimationandadaptivetransm

8、issiontechniquearethefocusesofthisdissertatiem-‘Firstly,pilot·symbol-aidedchannelesthnationalgorithmsinMIMO-OFDMsystems瓣discussed．a