MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計(jì)和載波頻偏估計(jì)技術(shù)的研究.pdf

1、MIMO與OFDM技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為下一代通信系統(tǒng)(B3G)的研究熱點(diǎn)之一。B3G系統(tǒng)高容量、高質(zhì)量和高移動(dòng)性的要求對(duì)信道估計(jì)技術(shù)提出了非常嚴(yán)格的要求。建立在子載波間嚴(yán)格正交基礎(chǔ)上的OFDM系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生載波頻率偏移的情況,從而導(dǎo)致子載波干擾(ICI),對(duì)于MIMO-OFDM系統(tǒng)還必須尋找一種對(duì)頻率偏移有精確估計(jì)的方法。因此,MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)技術(shù)和載波頻率偏移估計(jì)技術(shù)研究有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。論文首先分析了基于導(dǎo)

2、頻的OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與成果,總結(jié)了這些方法的優(yōu)勢(shì)與不足。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究MIMO-OFDM系統(tǒng)下的自適應(yīng)信道估計(jì)技術(shù),考慮到無線移動(dòng)信道具有信道模型未知的特點(diǎn),傳統(tǒng)的卡爾曼濾波的信道估計(jì)方法不再適用,因此本文提出了一種MIMO-OFDM系統(tǒng)中基于擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)的信道估計(jì)方法。又鑒于無線信道會(huì)出現(xiàn)非線性的特點(diǎn),本文進(jìn)一步采用一種非線性信號(hào)處理方法,將基于無跡卡爾曼濾波(UKF)的信號(hào)處理方法應(yīng)用

3、到估計(jì)領(lǐng)域,從而產(chǎn)生一種基于UKF的信道估計(jì)方法。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明,本文提出的基于UKF信道估計(jì)方法的BER和MSE性能好于基于LMS的信道估計(jì)方法。高速數(shù)據(jù)通信中的信道通常為稀疏信道,采用路徑捕獲技術(shù)能夠有效抑制加性高斯白噪聲,從而大大提高信道估計(jì)精度,因此,基于路徑捕獲技術(shù)的信道估計(jì)方法在實(shí)際應(yīng)用中倍受重視。論文分析了一種自適應(yīng)路徑捕獲算法,并將其與基于UKF的信道估計(jì)技術(shù)結(jié)合。仿真結(jié)果表明,采用自適應(yīng)路徑捕獲算法的UKF信道估計(jì)

4、方法優(yōu)于確定路徑數(shù)的UKF信道估計(jì)方法的性能,同時(shí)改善了算法復(fù)雜度。論文對(duì)OFDM系統(tǒng)中存在的載波頻率偏移問題進(jìn)行研究,提出了一種基于UKF的載波頻率偏移估計(jì)方法。仿真結(jié)果表明該算法對(duì)頻率偏移有精確的估計(jì),且?guī)捫矢哂谧韵?SC)方法以及最大似然估計(jì)(MLE)方法。并針對(duì)同時(shí)存在載波頻率偏移和多徑效應(yīng)的MIMO-OFDM系統(tǒng),采用基于UKF的信道與載波頻率偏移聯(lián)合估計(jì)方法。仿真結(jié)果表明,基于UKF的信道與載波頻偏聯(lián)合估計(jì)方法,能夠很

5、好地同時(shí)估計(jì)信道和載波頻率偏移,大大提高M(jìn)IMO-OFDM系統(tǒng)的抗多徑干擾的能力,降低移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)頻率偏移的敏感性。MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)和載波頻率偏移估計(jì)是移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù),本文在研究過程中,在降低信道估計(jì)的算法復(fù)雜度,提高信道估計(jì)的系統(tǒng)性能以及提高載波頻率估計(jì)的帶寬利用率等方面取得了一定的研究成果。但是信道估計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)問題,尤其是與其它一些技術(shù),如鏈路自適應(yīng)技術(shù)、MAC層的HARQ等的結(jié)合還是一個(gè)難題,有待今