论文(OFDM信道估计研究)

OFDM系统信道估计方法研究

摘 要

在无线信道环境下可靠、高速的数据传输是无线通信系统主要目标。信道估计是进行相干检测、解调和均衡的基础，它对OFDM（正交频分复用）技术实现高速率的数据通信起着至关重要的作用。OFDM是实现无线通信的关键技术之一，针对OFDM通信系统特点, 本文对其信道估计技术进行研究,介绍了基于LS算法的OFDM 系统的基本信道估计方法，并给出典型估计方法的比较，用MATLAB语言实现了基于LS算法信道估计的计算机仿真。

关键词 正交频分复用 信道估计 LS算法 仿真

I

THE METHODS’S RESEARCH OF OFDM CHANNEL ESTIMATION

ABSTRACT

The target and requirement of wireless communication technology are to transmit data fast and reliably. Channel estimation is the basis of coherent detection, demodulation and channel equalization. And it is also very important for OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) technique to realize data communication at high speed. OFDM is one key technology in wireless communication. Considering the characteristics of OFDM communication system, this paper analyzes the channel estimation methods, discusses basic pilot-aided channel estimation methods, and provides comparisons of some typical channel estimation methods and their computer simulation results. In the end, future research directions are summarized.

KEY WORDS OFDM channel estimation simulation Least Squares

II

目 录

中文摘要 ..................................................................... I 英文摘要 .................................................................... II 1 绪论 ...................................................................... 1

1.1 OFDM的意义和背景 ................................................... 1 1.2 OFDM的历史及发展 ................................................... 3 1.3 OFDM系统的优缺点 ................................................... 3

1.3.1 OFDM技术的优点 ..................................................... 3 1.3.2 OFDM技术的缺点 ..................................................... 4

1.4 OFDM系统的关键技术 ................................................. 4

1.4.1 时域与频域同步 ...................................................... 4 1.4.2 信道估计 ............................................................ 5 1.4.3 信道编码和交织 ...................................................... 5 1.4.4 降低峰值平均功率比 ................................................. 5

2 OFDM技术 ................................................................ 6

2.1 OFDM基本原理 ......................................................... 6 2.2 OFDM的主要传输技术 ................................................. 6

2.2.1 串并转换 ............................................................ 6 2.2.2 DFT变换 ............................................................. 7 2.2.3 保护间隔和循环前缀 ................................................. 9 2.2.4 加窗技术 ........................................................... 10 2.2.5 OFDM基本参数的选择 ............................................... 11

3 信道估计 ................................................................ 11

3.1 基础介绍 .............................................................. 11 3.2 几种常见的信道估计算法 ........................................... 12

3.2.1 一般系统信道估计模型 .............................................. 12 3.2.2 基于DFT的信道估计算法 ........................................... 14 3.2.3 基于SVD的信道估计算法 ........................................... 18 3.2.4 基于滤波器的信道估计算法 ......................................... 21 3.2.5 最大似然估计算法 .................................................. 24 3.2.6 信道估计算法总结 .................................................. 26

4 基于LS算法的信道估计 ............................................ 27

4.1 系统模型 .............................................................. 28 4.2 基于LS算法的信道估计的MATLAB实现 ........................... 29 4.3 仿真分析及比较 ...................................................... 38

总 结 .................................................................... 40 致 谢 .................................................................... 41 参考文献 .................................................................... 42

1

1 绪论

1.1 OFDM的意义和背景

移动通信是现代通信系统不可缺少的组成部分。它不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络接收和计算技术的许多成果。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间任何地点，向任何人提供快速可靠的通信服务。可以说移动通信从无线通信发明之日就产生了。1897年，M.G.马可尼松所完成的无线通信实验就是在固定点与一艘拖船之间进行的，当前的距离为18海里（约33公里）。现代移动通信的发展始于20世纪20年代，但是一直到20世纪70年代中期，才迎来了移动通信的蓬勃发展。

1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统（AMPS）,建成了蜂窝状模拟移动通信网，大大提高了系统容量。与此同时，其他发达国家也相继开发出蜂窝式公共移动通信网。这一阶段的特点是蜂窝移动通信网成为应用系统，并在世界各地迅速发张。移动通信得到迅猛发展的原因，除了用户需求需求迅速增加这一主要推动力之外，还有几方面技术发展供的条件。首先，微电子技术在这一时期得到迅速发展，是的通信设备能够实现小型化,微型化。其次，贝尔实验室在20世纪70年代提出的蜂窝网的概念形成了移动通信新体制。蜂窝网，即所谓的小区制，由于实现了频率再，大大提高了系统容量。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。这一阶段所诞生的移动通信系统一般被称为是第一代移动通信系统。

从20世纪80年代中期开始，数字移动通信系统进入发展和成熟时期。模拟蜂窝网的容量已不能满足日益增长的移动用户的需求。20世纪80年代中期，欧洲首先推出了全球移动通信系统（GSM,Global System for Mobile）。随后美国和日本也相继制订了各自的数字移动通信体制。20世纪90年代初，美国Qualcomm公司推出了窄带码分多址（CDMA，Code-Division Multiple Access）蜂窝移动通信系统，这是移动通信系统发展中的里程碑。从此，码分多址这种新的无线接入技术在移动通信领域占据了越来越重要的地位。这些目前正在广泛使用的数字移动通信系统就是第二代移动通信系统。

第二代移动通信系统主要为支持语音和低速率的数据业务而设计的。但随着人们

1

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库论文(OFDM信道估计研究)在线全文阅读。