OFDM移動通信系統(tǒng)中迭代信道估計(jì)與信號檢測方法研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing—OFDM)技術(shù)具備頻譜利用率高、帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)等一系列特點(diǎn)，是未來移動通信系統(tǒng)有競爭力的候選方案?，F(xiàn)代移動通信系統(tǒng)高數(shù)據(jù)傳輸速率、高傳輸質(zhì)量和高移動性的要求對信道估計(jì)與信號檢測技術(shù)提出了非常嚴(yán)格的要求，而相對復(fù)雜多變的傳播環(huán)境則使OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)面臨更大的挑戰(zhàn)。針對上述問題，本論文重點(diǎn)研究了OFDM系統(tǒng)的迭代信道估計(jì)和信號檢測技術(shù)

2、。 論文首先針對傳統(tǒng)的非相干差分檢測，提出差分編碼器輸入輸出聯(lián)合狀態(tài)的概念，并設(shè)計(jì)出一種遞歸的網(wǎng)格圖化簡方法，實(shí)現(xiàn)了最大似然意義下的多符號聯(lián)合差分檢測。隨后在此基礎(chǔ)上，對其在衰落信道下的應(yīng)用場合提出一種迭代檢測結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于超寬帶OFDM無線通信系統(tǒng)。在單位符號檢測復(fù)雜度不變的前提下，檢測性能可任意逼近多符號非相干差分檢測的理論極限。同時也為各種類似的無記憶噪聲中有限狀態(tài)Markov過程的狀態(tài)序列估計(jì)問題提供了一種新的解決方

3、法。 其次，針對OFDM系統(tǒng)中多普勒頻偏估計(jì)進(jìn)行研究。在現(xiàn)有基于信道自相關(guān)特性的多普勒頻偏估計(jì)算法基礎(chǔ)上，對相關(guān)間隔和估計(jì)值的關(guān)系進(jìn)行了理論分析，證明了存在使估計(jì)性能不受信噪比和頻偏變化影響的最優(yōu)相關(guān)間隔，并推導(dǎo)出該間隔具有的特性。隨后利用該特性提出一種逐次縮小搜索范圍的迭代算法實(shí)現(xiàn)對其搜索和最大多普勒頻偏的估計(jì)。同時也證明了傳統(tǒng)算法只能在一定范圍內(nèi)通過提高信噪比改善估計(jì)性能，超出此范圍提高信噪比反而會降低估計(jì)性能。和傳統(tǒng)基于相

4、關(guān)估計(jì)算法相比，該算法自適應(yīng)于信噪比和頻偏變化，估計(jì)性能基本獨(dú)立于信噪比和頻偏的變化，突破了現(xiàn)有估計(jì)算法在低信噪比條件下不加后繼輔助修正估計(jì)精度受限的瓶頸，實(shí)現(xiàn)多普勒頻偏的直接高性能估計(jì)。 再次，在現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)迭代聯(lián)合信道估計(jì)與符號檢測算法的基礎(chǔ)上，針對高速移動通信信道，利用RLS自適應(yīng)濾波器在非平穩(wěn)環(huán)境下有效跟蹤輸入統(tǒng)計(jì)量隨時問變化的能力，提出一類基于對迭代初始值進(jìn)行RLS自適應(yīng)預(yù)測的迭代信道估計(jì)算法。通過對每次迭代的初