OFDM通信系統(tǒng)容量與信道估計研究.pdf

1、無線通信技術(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、抗干擾能力強和帶寬擴展性好等一系列特點，是下一代移動通信系統(tǒng)最具競爭力的關(guān)鍵技術(shù)。本論文圍繞OFDM技術(shù)展開，力圖節(jié)省系統(tǒng)開銷，從整體上優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低計算復(fù)雜度，提高系統(tǒng)容量。主要針對OFDM系統(tǒng)的信道估計及系統(tǒng)容

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

3、研究。
　　 提出一種改進的基于特定QoS的WF算法，其優(yōu)點在于更符合實際應(yīng)用中的要求，而且在實現(xiàn)上并沒有增加多少復(fù)雜度。
　　 WF算法中最優(yōu)值的實現(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，同時將量化后的剩余功率加到下一個子信道中，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，對基于極大似然(MLE)的OFDM系統(tǒng)半盲信道估計算法進行了深入研究并做出了改進，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)。為了進一步簡化算法的復(fù)雜度，本文還提出了基于奇異值分解

5、(SVD)的半盲信道估計算法。本文提出的算法能夠以較低的復(fù)雜度實現(xiàn)精確的信道估計，仿真驗證了該算法的優(yōu)越性和有效性。
　　 論文對兩種低復(fù)雜度的OFDM自適應(yīng)盲信道估計算法LMS-Bussgang和ZF-Bussgang算法進行了改進。采用了低復(fù)雜度的Bussgang自適應(yīng)算法，依據(jù)均方誤差準則和峰值失真準則對OFDM系統(tǒng)子信道進行盲估計；另一方面通過引入差分檢測技術(shù)，加快了算法收斂速度，克服了Bussgang算法帶來的誤差傳播