MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計和載波頻偏估計技術的研究.pdf

1、MIMO與OFDM技術的結(jié)合已經(jīng)成為下一代通信系統(tǒng)(B3G)的研究熱點之一。B3G系統(tǒng)高容量、高質(zhì)量和高移動性的要求對信道估計技術提出了非常嚴格的要求。建立在子載波間嚴格正交基礎上的OFDM系統(tǒng)會產(chǎn)生載波頻率偏移的情況,從而導致子載波干擾(ICI),對于MIMO-OFDM系統(tǒng)還必須尋找一種對頻率偏移有精確估計的方法。因此,MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計技術和載波頻率偏移估計技術研究有重要的理論意義和實際應用價值。論文首先分析了基于導

2、頻的OFDM系統(tǒng)的信道估計技術及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與成果,總結(jié)了這些方法的優(yōu)勢與不足。在此基礎上,進一步研究MIMO-OFDM系統(tǒng)下的自適應信道估計技術,考慮到無線移動信道具有信道模型未知的特點,傳統(tǒng)的卡爾曼濾波的信道估計方法不再適用,因此本文提出了一種MIMO-OFDM系統(tǒng)中基于擴展卡爾曼濾波(EKF)的信道估計方法。又鑒于無線信道會出現(xiàn)非線性的特點,本文進一步采用一種非線性信號處理方法,將基于無跡卡爾曼濾波(UKF)的信號處理方法應用

3、到估計領域,從而產(chǎn)生一種基于UKF的信道估計方法。計算機仿真結(jié)果表明,本文提出的基于UKF信道估計方法的BER和MSE性能好于基于LMS的信道估計方法。高速數(shù)據(jù)通信中的信道通常為稀疏信道,采用路徑捕獲技術能夠有效抑制加性高斯白噪聲,從而大大提高信道估計精度,因此,基于路徑捕獲技術的信道估計方法在實際應用中倍受重視。論文分析了一種自適應路徑捕獲算法,并將其與基于UKF的信道估計技術結(jié)合。仿真結(jié)果表明,采用自適應路徑捕獲算法的UKF信道估計

4、方法優(yōu)于確定路徑數(shù)的UKF信道估計方法的性能,同時改善了算法復雜度。論文對OFDM系統(tǒng)中存在的載波頻率偏移問題進行研究,提出了一種基于UKF的載波頻率偏移估計方法。仿真結(jié)果表明該算法對頻率偏移有精確的估計,且?guī)捫矢哂谧韵?SC)方法以及最大似然估計(MLE)方法。并針對同時存在載波頻率偏移和多徑效應的MIMO-OFDM系統(tǒng),采用基于UKF的信道與載波頻率偏移聯(lián)合估計方法。仿真結(jié)果表明,基于UKF的信道與載波頻偏聯(lián)合估計方法,能夠很

5、好地同時估計信道和載波頻率偏移,大大提高MIMO-OFDM系統(tǒng)的抗多徑干擾的能力,降低移動通信系統(tǒng)對頻率偏移的敏感性。MIMO-OFDM系統(tǒng)中的信道估計和載波頻率偏移估計是移動通信系統(tǒng)中的關鍵技術,本文在研究過程中,在降低信道估計的算法復雜度,提高信道估計的系統(tǒng)性能以及提高載波頻率估計的帶寬利用率等方面取得了一定的研究成果。但是信道估計是一個系統(tǒng)問題,尤其是與其它一些技術,如鏈路自適應技術、MAC層的HARQ等的結(jié)合還是一個難題,有待今