OFDM系统在时变信道下的信道估计研究

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1、申请上海交通大学工学硕士学位论文OFDM系统在时变信道下的信道估计研究摘要正交频分复用技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing－OFDM）由于具有频谱利用率高、易于实现等优点，在现代无线通信领域得到广泛的应用，如数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、以及无线局域网技术标准IEEE802.11a和宽带无线接入技术标准802.16等。信道估计在OFDM技术中具有非常重要的作用，通过信道估计可以实现相干检测，使得系统在低信噪比环境下仍然可以保持较低的误码率。这一点在实际系统中非常重要。本文对时变信道下的信道估计，尤其是针对快速时变信道

2、的特点进行了研究，作了如下几方面的工作：首先讨论了OFDM系统的框架模型，并对无线信道的特性做了介绍，重点阐述了对系统影响较大的多径衰落和多普勒效应两个方面。简要介绍了现有的信道估计算法。针对利用导频数据进行信道估计的方法，讨论了导频的插入方式，以及信道恢复中的各种插值算法，对各种插值算法的优劣进行了比较，并通过仿真进行了验证。其次，本文研究了ICI的产生机理，重点研究了快速时变导致ICI的情况，并做出了数学上的解释。然后研究了快速时变信道下的信道估V申请上海交通大学工学硕士学位论文计方法，以及抑制消除ICI的各种方法。最后，本文提出了一种时频域联合信道估计的方法。在时域应用基于自

3、适应滤波方法进行时域信道估计的方法，并讨论了相应的时域均衡方法。着重讨论了Kalman滤波器在时域信道估计中的应用。滤波器根据MMSE准则对信道信息进行最优估计，并动态调整自身参数，使得滤波器能始终跟踪信道的变化。在频域，使用较为简单的迫零算法估计导频处的信道响应值，并使用线性内插进行信道恢复。仿真结果表明，应用该种方法进行时域信道估计并进行ICI消除可以有效地提高OFDM系统在时变条件下的性能。在多普勒频移为分别为80Hz、160Hz，信噪比为20dB时，系统误码率可以降低1个数量级左右。关键词：正交频分复用，信道估计，自适应滤波，卡尔曼滤波器VI申请上海交通大学工学硕士学位论文

4、ResearchonChannelEstimationTechniquesinOFDMSystemsinTimingVaryingChannelABSTRACTOrthogonalfrequencymultiplexingtechnique(OFDM)hasbeenwidelyusedinmodernwirelesscommunicationareaduetothehighspectrumefficiency,simplicitytoimplementation,etc.Manywirelesscommunicationstandardsincludingdigitalaudioa

5、ndvideobroadcasting(DAB,DVB),wirelessLANstandardIEEE802.11aand802.16,haveadoptedOFDMasoneofthemaintechniques.ChannelestimationplaysasignificantroleinOFDMsystems.Viachannelestimation,wecancarryoutcoherentdetectionwhichcanhelptomaintainlowBERperformanceeveninlowSNRenvironments.Thisisvitalinactua

6、lOFDMsystems.Thisthesisinvestigatesavarietyofissuesofchannelestimationintime-varyingchannel,especiallyinfasttime-varyingchannel.First,wediscusstheframemodelofOFDMsystemsandintroducethecharacteristicsofwirelesschannel.Especially,weexpoundthemultipathfadingandDopplereffectindetail.Thenwestudythe

7、variousexistingchannelestimationmethods.Forthemethodusingpilot,wehavediscussedthepilotpatternsandinterpolationalgorithmsinchannelreconstructionVII申请上海交通大学工学硕士学位论文processandcomparedthesealgorithmsthroughsimulation.Second,thisthesisinvest