OFDM和MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)、干擾消除和信號(hào)檢測.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing-OFDM)技術(shù)已經(jīng)成為寬帶無線傳輸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為一種多載波并行傳輸技術(shù)，OFDM技術(shù)通過將頻率選擇性多徑衰落信道在頻域內(nèi)轉(zhuǎn)換為平坦信道，可有效地對抗多徑衰落的影響，成為下一代移動(dòng)通信4G(4thGeneration)系統(tǒng)有競爭力的候選方案。同時(shí)，多天線(MultipleInputMultipleOutput-MIMO)技術(shù)能夠在空間形成獨(dú)

2、立的并行子信道同時(shí)傳輸多路數(shù)據(jù)流，可以有效提高系統(tǒng)的傳輸速率，在不增加系統(tǒng)帶寬和發(fā)射功率的情況下提高頻譜利用率。因此，MIMO技術(shù)也成了未來寬帶無線領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。如何有效地利用OFDM技術(shù)以及MIMO技術(shù)實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)高速無線傳輸，還有若干亟待解決的關(guān)鍵問題。本論文重點(diǎn)研究了OFDM以及MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì)、干擾消除和信號(hào)檢測等技術(shù)。 論文針對OFDM系統(tǒng)中的信道估計(jì)問題，分析了多徑慢衰落和快衰落信道中OFDM系統(tǒng)傳輸?shù)幕鶐?shù)學(xué)

3、模型。對于慢衰落的信道環(huán)境，提出了一種節(jié)約帶寬的信道估計(jì)方法。對于快衰落的信道環(huán)境，推導(dǎo)了一種用Jake模型建模的時(shí)變信道的MMSE信道估計(jì)算法。通過計(jì)算機(jī)仿真分析了這兩種算法的性能。OFDM系統(tǒng)對于頻偏的敏感是限制其發(fā)展的一大原因。論文重點(diǎn)研究了由于信道時(shí)變特性導(dǎo)致的子載波間的干擾問題，推導(dǎo)了系統(tǒng)的信干比，提出了兩種不同的子載波間干擾消除方法，并利用計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了提出的干擾消除算法可以比傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)獲得較大的性能增益。

4、在OFDM系統(tǒng)中加入循環(huán)前綴是避免符號(hào)間干擾的一個(gè)簡單方法，但是也導(dǎo)致了系統(tǒng)利用率的降低。此外，由于循環(huán)前綴通常是事先確定的，因此對于延時(shí)較長的信道，會(huì)出現(xiàn)信道長度超過循環(huán)前綴長度的情況。論文分析了OFDM系統(tǒng)中由于循環(huán)前綴的不充分而引入的符號(hào)間干擾和子載波間干擾，提出了兩種不同準(zhǔn)則的消除干擾的濾波器設(shè)計(jì)算法。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，加入干擾消除濾波器后，系統(tǒng)性能有很大的改善。 針對循環(huán)前綴導(dǎo)致系統(tǒng)利用率降低問題，論文研究了另一個(gè)有

5、效的方法是采用時(shí)域均衡器。在回顧三種經(jīng)典時(shí)域均衡技術(shù)的基礎(chǔ)上，論文針對已有算法復(fù)雜度高，不適合實(shí)際應(yīng)用的問題，提出了一種改進(jìn)算法，并且通過計(jì)算機(jī)仿真和理論分析驗(yàn)證了算法的優(yōu)點(diǎn)。 MIMO系統(tǒng)中的多天線信號(hào)檢測問題是MIMO系統(tǒng)中一個(gè)重要的研究方向。傳統(tǒng)的排序連續(xù)干擾抵消算法OSIC由于存在嚴(yán)重的誤碼傳播問題，因此性能較差。論文提出了兩種改進(jìn)的OSIC算法，并利用仿真證實(shí)了所提出的算法比傳統(tǒng)方法的性能有較大改善。 針對MI