NC-OFDM系统信道估计技术研究及实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文NC-OFDM系统信道估计技术研究及实现硕士研究生：马兆瑞指导教师：窦峥教授学科、专业：电子科学与技术论文主审人：李志刚副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文NC-OFDM系统信道估计技术研究及实现硕士研究生：马兆瑞指导教师：窦峥教授学位级别：工学硕士学科、专业：电子科学与技术所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年03月14日论文答辩日期：2018年03月08日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C

2、:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchandImplementationofChannelEstimationinNC-OFDMSystemsCandidate:MaZhaoruiSupervisor:Prof.DouZhengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:ElectronicScienceandTechnologyDateofSubmission:Mar.14,2018DateofOralE

3、xamination:Mar.08,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用

4、声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存

5、、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日NC-OFDM系统信道估计技术研究及实现摘要通信技术的更新换代越来越快，人们对信息传输的可靠性和高效性要求也越来越高。非连续正交频分复用（Non-ContinuousOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，NC-OFDM）作为基于OFDM技术的一种物理层数据传输解决方案，通过对干扰的规避和频谱的复用，在保证信息可靠性的同时，有效提高了信息传输速率，受到了学者们的广泛关注。信道估计算法是NC-OFDM系统的关键技术之一，本文将针对DF

6、T算法信噪分离不明确以及分块LMMSE算法估计精度低的问题展开研究，提出新的解决方法，并对一种新算法进行了工程可实现性验证。主要研究内容如下：首先，本文论述了NC-OFDM系统在软件无线电中的应用背景，阐明信道估计技术对NC-OFDM系统的重要性，介绍了信道估计技术的发展现状和发展趋势。然后详细介绍了无线信道和OFDM系统的理论模型，通过仿真分析选取了合适的导频图案。其次，对几种经典的信道估计算法的性能和复杂度进行了仿真分析。针对DFT算法中信噪分离不能适应信道变化的问题，提出一种基于K均值的K-DFT算法，通过聚类判别的方法

7、分离信号和噪声，仿真表明该算法比DFT算法的估计精度更高，同时算法复杂度不高，有利于工程实现。接着针对分块LMMSE算法中忽略部分自相关信息的问题，提出一种改进的分块LMMSE算法：T-LMMSE算法，新算法对信道自相关矩阵重新分块，最大限度保留信道自相关信息，然后构造循环预处理矩阵对信道自相关矩阵向量积快速求解。通过MATLAB仿真的结果验证新算法在保证算法估计精度的前提下，减小了算法的复杂度。最后，本文在XILINX公司的FPGA芯片上对传统的DFT算法和改进的DFT算法进行了工程实现。并且搭建了以NC-OFDM系统为基础

8、的完整的通信链路。通过对比DFT算法和改进的DFT算法的传输结果和信道估计与均衡模块前后的星座图，验证了新算法在保证高估计精度的前提下，在工程上仍然易于实现。关键词：信道估计；NC-OFDM；LMMSE；DFT哈尔滨工程大学硕士学位论文ABSTRACTTheupdateofc