快速時變信道下無線OFDM系統(tǒng)信道估計技術(shù)的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)具有高速的數(shù)據(jù)傳輸能力、高效的頻譜利用率和抗多徑干擾能力，因而在無線通信領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注，并且已經(jīng)被應(yīng)用到歐洲數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)(DAB，Digital Audio Broadcasting)、數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)(DVB，Digital VideoBroadcasting)、無線局域網(wǎng)(WLAN，Wireless Local Ar

2、ea Networks)和電力線載波通信等領(lǐng)域。OFDM也將成為下一代移動通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是，未來的無線通信系統(tǒng)的載波頻率更高，數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提升而終端的移動速度更快，例如我國正在建設(shè)的高速鐵路的時速將會達到350km/h左右，這樣就使得信道的時變特性更加明顯。當(dāng)信道特性為快衰落時，由多普勒頻移導(dǎo)致的子載波間正交性遭到破壞，帶來嚴重的子載波間干擾(ICI，Inter-Cartier Interference)，降低了系統(tǒng)的

3、性能。
　　 針對未來無線通信系統(tǒng)的快衰落環(huán)境，利用卡爾曼濾波器在跟蹤時變信道方面的最優(yōu)，結(jié)合判決反饋的信道估計和跟蹤，論文提出了一種新的基于低維卡爾曼濾波的迭代聯(lián)合信道估計與檢測算法，并且將時頻域信道估計聯(lián)合起來。該算法在降低傳統(tǒng)卡爾曼濾波計算復(fù)雜度的同時，能夠有效地跟蹤信道的快速變化。由于在頻率選擇性衰落信道中，兩個子載波之間的信道頻域響應(yīng)相關(guān)性是隨著子載波間隔增大而降低的，基于這一特性修正了卡爾曼濾波的估計值，簡化了算法的

4、求逆過程，進一步的降低了算法的計算復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明該算法在信道快速變化的情況下依然獲得了良好的信道估計性能。
　　 相位噪聲在給OFDM系統(tǒng)帶來相角錯誤的同時也帶來ICI,在快衰落的環(huán)境中，消除ICI就變得尤為重要。針對相位噪聲下OFDM系統(tǒng)的快變信道估計問題，提出了一種新的將快變信道和相位噪聲進行聯(lián)合估計的算法。該算法將時變信道建模為復(fù)指數(shù)基擴展模型，采用頻域插入優(yōu)化的梳狀導(dǎo)頻的方法，基于線性最小均方誤差估計器(LMMSE

5、)對快變信道和相位噪聲進行聯(lián)合估計，獲得了良好的信道估計性能。
　　 目前，對時變信道進行估計及均衡的算法越來越受到廣大研究人員的重視，而將時變信道建模為基擴展模型則是估計快速時變信道的一個行之有效的方法。在傳統(tǒng)的復(fù)指數(shù)基擴展模型的基礎(chǔ)上，論文提出了一種改進的基于離散橢球基擴展模型的快變信道估計算法。然后基于這種信道建模方法，又提出了一種改進的基于維特比算法的自適應(yīng)信道估計新算法。信道估計算法首先是利用自適應(yīng)算法對基擴展模型的系