OFDM通信系統(tǒng)容量與信道估計(jì)研究.pdf

1、無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的根本目標(biāo)是追求盡可能小的差錯(cuò)概率(可靠性)和盡可能大的信道容量(有效性)。正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)技術(shù)具備頻譜利用率高、抗干擾能力強(qiáng)和帶寬擴(kuò)展性好等一系列特點(diǎn)，是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)最具競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。本論文圍繞OFDM技術(shù)展開(kāi)，力圖節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)銷，從整體上優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低計(jì)算復(fù)雜度，提高系統(tǒng)容量。主要針對(duì)OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)及系統(tǒng)容

2、量的提高進(jìn)行了深入的研究。
　　 論文首先回顧了移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，介紹了OFDM系統(tǒng)容量和信道估計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，為接下來(lái)的論敘提供了研究背景。
　　 通過(guò)對(duì)無(wú)線衰落信道的特性進(jìn)行分析，詳細(xì)討論了移動(dòng)無(wú)線信道的各種傳播特性，其中移動(dòng)無(wú)線信道小尺度衰落是討論的重點(diǎn)，同時(shí)討論了多普勒頻移對(duì)傳輸信號(hào)的影響。在此基礎(chǔ)上，對(duì)OFDM系統(tǒng)以及MIMO-OFDM系統(tǒng)模型和系統(tǒng)性能進(jìn)行了分析與仿真，并就相應(yīng)系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)性能的影響進(jìn)行了

3、研究。
　　 提出一種改進(jìn)的基于特定QoS的WF算法，其優(yōu)點(diǎn)在于更符合實(shí)際應(yīng)用中的要求，而且在實(shí)現(xiàn)上并沒(méi)有增加多少?gòu)?fù)雜度。
　　 WF算法中最優(yōu)值的實(shí)現(xiàn)需要滿足許多條件，如自適應(yīng)的信道編碼，自適應(yīng)的調(diào)制以及適當(dāng)?shù)墓β士刂频?。同時(shí)需要調(diào)制階數(shù)連續(xù)可變，且功率分配也要連續(xù)而不能量化，這在實(shí)際應(yīng)用中是很難做到?；谔囟≦oS的WF算法將分配給各子信道的功率量化，使調(diào)制階數(shù)離散化，同時(shí)將量化后的剩余功率加到下一個(gè)子信道中，在系統(tǒng)

4、保證一定QoS水平的情況下，該算法性能更加接近WF的理想情況。
　　 為了在惡劣的信道環(huán)境下獲得精確的信道估計(jì)，對(duì)基于極大似然(MLE)的OFDM系統(tǒng)半盲信道估計(jì)算法進(jìn)行了深入研究并做出了改進(jìn)，采用非均勻間隔導(dǎo)頻的排列方式提出一種基于線性最小均方誤差(LMMSE)的OFDM系統(tǒng)半盲信道估計(jì)算法。以LMMSE算法求信道沖激響應(yīng)作為迭代的初始值，經(jīng)數(shù)步迭代獲得精確的信道沖激響應(yīng)。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化算法的復(fù)雜度，本文還提出了基于奇異值分解

5、(SVD)的半盲信道估計(jì)算法。本文提出的算法能夠以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)精確的信道估計(jì)，仿真驗(yàn)證了該算法的優(yōu)越性和有效性。
　　 論文對(duì)兩種低復(fù)雜度的OFDM自適應(yīng)盲信道估計(jì)算法LMS-Bussgang和ZF-Bussgang算法進(jìn)行了改進(jìn)。采用了低復(fù)雜度的Bussgang自適應(yīng)算法，依據(jù)均方誤差準(zhǔn)則和峰值失真準(zhǔn)則對(duì)OFDM系統(tǒng)子信道進(jìn)行盲估計(jì)；另一方面通過(guò)引入差分檢測(cè)技術(shù)，加快了算法收斂速度，克服了Bussgang算法帶來(lái)的誤差傳播