MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，MIMO系統(tǒng)利用多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送和接收信號(hào)能夠增加信道容量，并且在使用相同的總功率和帶寬的條件下與SISO系統(tǒng)相比它有著極高的頻譜利用率。理想條件下，MIMO系統(tǒng)容量隨天線數(shù)目線性增加。目前，MIMO技術(shù)已成為第三代及未來移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、高傳輸質(zhì)量、高系統(tǒng)容量的關(guān)鍵技術(shù)之一。MIMO技術(shù)可以應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)的關(guān)鍵因素是其檢測(cè)算法性能的好壞和運(yùn)算復(fù)雜度的高低。尋找高性能低復(fù)雜度的檢測(cè)算法一直是MIMO領(lǐng)域的重要

2、研究方向。 在未來寬帶MIMO無線通信系統(tǒng)中，通常面臨頻率選擇性衰落信道，傳統(tǒng)高性能均衡器就會(huì)變得異常復(fù)雜。OFDM技術(shù)是一種高效的多載波調(diào)制技術(shù)，能夠?qū)诡l率選擇性衰落、降低碼間干擾。由于未來移動(dòng)通信將使用較寬的無線帶寬傳輸各種信號(hào)，從而OFDM技術(shù)成為未來移動(dòng)通訊的關(guān)鍵技術(shù)之一。將OFDM技術(shù)應(yīng)用于寬帶MIMO系統(tǒng)是提高帶寬效率、降低接收機(jī)復(fù)雜度的重要途徑。 MIMO技術(shù)和OFDM結(jié)合通常有兩種方法：一種是利用多天線

3、實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用，提高數(shù)據(jù)比特率；另外一種是利用多天線實(shí)現(xiàn)空間分集，提高傳輸可靠性。優(yōu)質(zhì)的信道估計(jì)算法及高性能低復(fù)雜度的檢測(cè)算法是MIMO-OFDM系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。 在OFDM系統(tǒng)中，系統(tǒng)對(duì)頻偏敏感從而使用相干檢測(cè)，為了提高系統(tǒng)性能，信道參數(shù)估計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)。信道估計(jì)器通常分為兩類：判決反饋估計(jì)器和導(dǎo)頻符號(hào)輔助估計(jì)器。從接收機(jī)復(fù)雜度和性能要求出發(fā)，導(dǎo)頻輔助估計(jì)器是較為常用的方法。根據(jù)使某種誤差最小的準(zhǔn)則一般可分為最小二乘估計(jì)器(

4、LS)、最小均方誤差估計(jì)器(MMSE)。實(shí)際應(yīng)用中，如何設(shè)計(jì)一種既有較低的復(fù)雜度又有很強(qiáng)的信道跟蹤能力的信道估計(jì)器，是一個(gè)比較困難的問題，尤其是在MIMO-OFDM系統(tǒng)中。本論文第三章從導(dǎo)頻序列的設(shè)計(jì)開始，首先研究了時(shí)變頻率選擇性衰落信道下MIMO-OFDM系統(tǒng)的傳統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)，并將性能仿真結(jié)果進(jìn)行比較和分析。 空時(shí)編碼是將空間域上的發(fā)射分集和時(shí)間域上的信道編碼相結(jié)合的聯(lián)合編碼技術(shù)。空時(shí)分組碼由于其運(yùn)算簡(jiǎn)便、譯碼復(fù)雜度低而成

5、為目前最廣泛的一種編碼?？諘r(shí)分組編碼在OFDM中的應(yīng)用可以采用在空間域-時(shí)域編碼或者空間域-頻域編碼兩種編碼方式進(jìn)行。根據(jù)空時(shí)/空頻-OFDM系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)的特殊結(jié)構(gòu)，可以采用另外一種方法估計(jì)信道頻響，本論文第四章對(duì)這種信道估計(jì)方法性能以及理想信道估計(jì)下的空時(shí)/空頻-OFDM系統(tǒng)誤碼率性能進(jìn)行了仿真和研究。 在平坦衰落環(huán)境中，MIMO系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)主要包括兩類：最優(yōu)及次最優(yōu)方案。最大似然檢測(cè)是最優(yōu)的檢測(cè)方法，但是在實(shí)際應(yīng)用尤其在高