基于导频的ofdm信道估计算法研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文较高。OFDM技术的发展经历了以下5个阶段【¨。第1阶段：极低频谱效率的FDM技术阶段。该技术在一个世纪前就开始使用，许多不同载频的低速率信号在同一个宽带信道中进行并行传输。为了在接收端分离出这些信号，传统多载波系统中各载波频率要分隔开来，并在子信道之间利用保护频带使各载波信号互不干扰，所以它的系统频谱效率很低。第2阶段，最早的、高频谱效率的多载波通信系统阶段。该系统是在1957年出现的CollinsKineplex系统，该系统能在严重多径衰落效应的高频无线信道中实现无心传输。为了提高频谱利用率，可使用相互交错的正交幅度调制技术，在3dB处载

2、波频谱重叠，其复合谱是平坦的，子带的正交性通过交错同相或正交子带的数据得到(即将数据偏移半个周期)，此时频谱利用率可以提高，但子载波总数有限。由于该系统仍使用传统的多载波实现方式，各子信道两边的保护频带仍浪费了宝贵的带宽，降低了系统频谱利用率。第3阶段：多载波理论发展阶段。1966年，Chang在他的文章中提出了传输信号通过一个带宽受限的信道是无ISI和ICI的原理。1967年，Saltzberg经过性能分析认为，设计一个有效的系统主要应该集中考虑如何降低临信道间干扰，而不是仅考虑每个独立子信道的情况，这是因为引起信号失真的主要原因是信道间串扰。这是一个很重要的理论。第4

3、阶段：OFDM无线移动通信系统理论形成阶段。各子载波之间有1／2重叠，但保持相互正交。在接收端通过相关解调技术分离出来，避免了使用滤波器组，同时频谱效率提高了近1倍。为了减少多载波系统的复杂度，1971年S．B．Weinstein和P．M．Ebert提出了几个思想：每个子载波的频谱在没有经过滤波时，其频谱形状为sinc函数且为非带限的；离散傅立叶变换(DFT)可以完成多载波基带的调制和解调；各符号间可以采用空白时隙作为保护间隔以消除ISI。1980年，A．Peled和A．Ruiz将空白时隙改成了循环前缀以满足色散信道时各载波的币交性。1985年，Cimini将OFDM思想

4、运用到无线蜂窝移动通信系统中，从此奠定了OFDM无线移动通信系统的理论基础。第5阶段：从理论到实用阶段。近十年来，大规模集成电路技术高速发展，高速大点数FFT芯片的视线已经不难，从而促进了OFDM理论的广泛应用。目前OFDM技术已经被广泛应用r丁．广播式的音频、视频领域和民用通信系统，主3太原理工大学硕+研究生学位论文要的应用包括：非对称的数字用户环路(ADSL)、ETSI标准的数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)等。然而，面对移动用户、移动速度、传输数据量的急剧增加，在高速移动环境下的OFDM仍存在许多问题需要

5、研究和解决，其中一个就是信道估计问题。1．2论文的主要工作及安排信道估计是OFDM系统中的一项关键技术，信道估计的准确度直接决定了整个系统的传输准确性。本文针对无线移动OFDM系统中的信道估计技术进行了深入研究，主要做了以下工作：l、前两章详细介绍了OFDM技术的发展情况、基本原理、结构特点及其关键技术；2、第三章介绍了无线移动信道的传输特性及其对OFDM系统的影响，并给出OFDM系统的多径衰落信道模型；3、第四章介绍了基于导频的OFDM信道估计，从常用的导频插入方式入手，讨论了梳状和块状两种导频图案；深入分析了基于LS、MMSE和SVD三种准则的导频信道频响估计算法，以

6、及传统的线性插值、高斯插值、sinc插值和基于变换域补零的插值方法，并对其中基于变换域补零的插值方法进行了重点研究；最后对各种算法进行了仿真对比和分析；4、第五章针对如何在OFDM信道估计中降噪的问题，介绍了基于DFT变换域的滤波方法，提出一种适用于DCT变换域的滤波器设计：另外，将小波变换思想运用到OFDM信道估计中，提出一种基于小波去噪的OFDM信道估计新方法；仿真结果证明，改进DCT算法和提出的小波去噪算法都能有效提高系统估计性能；5、第六章是结束语，详细总结了全文，并对下一步的工作及研究方向做了展望。太原理工大学硕士研究生学位论文第二章OFDM基本原理OFDM是一

7、种多载波传输技术，它的基本原理是把高速的数据流通过串并变换分解为在多个载波上同时并行传输的低速数据流。对于低速并行的子载波而言，由于符号周期的展宽，可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散对系统造成的影响。当每个OFDM符号中插入一定的保护间隔后，码间干扰就可以忽略。2．1OFDM原理概述OFDM的主要思想是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。该思想起源于FDM。在FDM中，所有低速率用户信号被独立的载波调制并进行并行传输。因此，用户之间在频域是独立的。为了更