高鐵環(huán)境下OFDM系統(tǒng)信道估計與信號檢測技術(shù)研究.pdf

1、高鐵環(huán)境下,無線信道的快時變性使OFDM技術(shù)面臨子載波間干擾;為了節(jié)省帶寬或者適應(yīng)不同的多徑環(huán)境,OFDM系統(tǒng)的循環(huán)前綴有可能不夠充分,這種循環(huán)前綴不足的情況會為OFDM系統(tǒng)帶來符號間干擾。為了盡可能地消除子載波間干擾和符號間干擾,實現(xiàn)數(shù)據(jù)準確傳輸,本文主要研究高鐵環(huán)境下OFDM系統(tǒng)信道估計和信號檢測。
　　本文第二章主要研究基于基擴展模型的高鐵信道模型。首先研究高鐵環(huán)境下典型信道模型以及基擴展模型的概念及其分類,重點研究了廣受關(guān)

2、注的復(fù)指數(shù)基擴展模型,針對其所存在的高頻部分采樣誤差,利用改進復(fù)指數(shù)基擴展模型使采樣點都落在多普勒擴展譜內(nèi)部,最高采樣頻率等于最大多普勒頻移;其次,研究并提出改進復(fù)指數(shù)基擴展模型的基維數(shù)和基函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計方法,理論分析和仿真證明,基維數(shù)主要取決于信道最大多普勒頻移和信噪比,在導(dǎo)頻數(shù)目固定的條件下,基維數(shù)越高,建模誤差越小,但參數(shù)估計的準確度也會降低,需要在二者之間進行折中,基函數(shù)則會在基維數(shù)確定后,影響對多普勒擴展譜描述的準確性。

3、>　　本文第三章研究時變信道下OFDM系統(tǒng)梳狀導(dǎo)頻的優(yōu)化設(shè)計方法。首先研究基于線性最小均方誤差準則的最優(yōu)的簇型梳狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)頻設(shè)計,基于OFDM系統(tǒng)信道時域矩陣和頻域矩陣的等效轉(zhuǎn)換關(guān)系,建立信道頻域矩陣的離散Karhuen-Loeve基擴展模型等效模型,并分析接收端采用基于線性最小均方誤差估計準則的估計方程和性能指標,討論在導(dǎo)頻功率一定的條件下,均方誤差最優(yōu)的梳狀導(dǎo)頻設(shè)計需滿足的條件。
　　研究了基于頻域 Kronecker函數(shù)的簇型

4、梳狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)(每簇中中間有一個非零導(dǎo)頻,其它兩邊都是零導(dǎo)頻構(gòu)成的保護間隔)的改進,增加每簇中非零導(dǎo)頻數(shù)目的個數(shù)以增加所攜帶的信息量,雖然其子載波間干擾有所提升,但信道估計性能反而能得到提高;針對傳統(tǒng)的要求簇與簇之間導(dǎo)頻數(shù)據(jù)相同,并且每簇中導(dǎo)頻數(shù)據(jù)為零相關(guān)區(qū)序列的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu),分析驗證可以在每簇導(dǎo)頻數(shù)據(jù)前通過偽隨機序列加擾的方法,來降低該結(jié)構(gòu)的峰均比。
　　本文第四章研究快變信道下基于梳狀導(dǎo)頻的OFDM系統(tǒng)信道估計與信號檢測算法。首先提

5、出梳狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)下基于多個OFDM符號信道估計的算法,該算法將多個OFDM符號作為一組進行信道估計,在該段持續(xù)時間內(nèi)基擴展模型只進行一次基維數(shù)向上取整的近似,總的估計量減少,此時利用相同的導(dǎo)頻觀測量進行信道估計,帶來實際估計性能的提高;接下來,針對多徑時延較大的環(huán)境,提出時變信道中循環(huán)前綴不足條件下,基于基擴展模型的OFDM系統(tǒng)信道估計和信號檢測技術(shù),理論推導(dǎo)出基擴展模型下符號間干擾消除和循環(huán)卷積重構(gòu)技術(shù),數(shù)字仿真結(jié)果證明,本文算法能取得