NC-OFDM系統(tǒng)的信道估計技術(shù)研究.pdf

1、非連續(xù)正交頻分復(fù)用（Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Mutilplexing，NC-OFDM）作為基于 OFDM技術(shù)的一種物理底層數(shù)據(jù)傳輸解決方案，在認(rèn)知無線電或干擾環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。
　　在無線傳輸環(huán)境中，信道往往是時變的，而且多徑信道造成的多徑衰落會導(dǎo)致信號幅度衰減和相位畸變，這會對系統(tǒng)接收信號造成嚴(yán)重影響。信道估計是為了降低多徑信道衰落的影響，估計出信道的時域或頻

2、域響應(yīng)，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，以提高接收性能。信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）是通信系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)，準(zhǔn)確的估計具有重大意義。
　　本文主要研究在NC-OFDM系統(tǒng)中的信道估計算法和信噪比估計算法，主要分為三個部分：
　　第一部分為第一章，主要介紹本文研究內(nèi)容的背景和意義以及NC-OFDM系統(tǒng)信道估計算法和信噪比估計算法的研究發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排。
　　第二部分為第二、

3、三、四章，為本文研究的主要內(nèi)容。
　　第二章主要研究了NC-OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻輔助的信道估計算法，并在無干擾和干擾環(huán)境中進(jìn)行了仿真性能分析。首先介紹了NC-OFDM系統(tǒng)原理，給出了系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)和導(dǎo)頻圖案設(shè)計，根據(jù)系統(tǒng)特性，選擇塊狀導(dǎo)頻圖案；然后研究了NC-OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻輔助的不同信道估計實現(xiàn)方法以及內(nèi)插方法；最后進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明：采用BPSK調(diào)制、1/3碼率Turbo碼的NC-OFDM系統(tǒng)中，在無干

4、擾的LTE典型衰落信道下，當(dāng)系統(tǒng)誤比特率為510?時，線性最小均方誤差（Linear Minimum Mean-Squared Error，LMMSE）與奇異值分解（Singular Value Decomposition，SVD）算法性能接近，比理想估計差0.7dB左右，并優(yōu)于最小二乘（Least Squares，LS）算法約2.7dB，但復(fù)雜度遠(yuǎn)大于LS算法；在部分頻帶噪聲干擾和單音干擾環(huán)境及LTE信道中，與無干擾結(jié)果很類似，但由于

5、干擾頻譜的泄露，性能比無干擾環(huán)境約差0.2dB；在本論文研究的NC-OFDM系統(tǒng)中，線性內(nèi)插比其他高階內(nèi)插具有更好的性能。
　　第三章主要研究了NC-OFDM系統(tǒng)中基于Turbo譯碼軟信息的迭代信道估計算法，并進(jìn)行了仿真性能分析。首先重新設(shè)計了迭代接收機(jī)結(jié)構(gòu)；然后研究了NC-OFDM系統(tǒng)中基于Turbo譯碼軟信息的迭代信道估計中的迭代次數(shù)、軟信息置信度和迭代加權(quán)系數(shù)對估計性能的影響；最后進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，迭代5至8次之

6、后，誤碼率性能增益趨于飽和；軟信息置信度門限需要設(shè)置較大的值，以避免譯碼錯誤傳播；迭代加權(quán)系數(shù)需要選擇合適的值，以達(dá)到最佳的迭代增益。本文在選定置信度門限0.99和迭代加權(quán)系數(shù)0.03條件下，仿真迭代5至8次后，當(dāng)系統(tǒng)誤比特率為510?時，在無干擾環(huán)境的LTE信道中，迭代增益約為0.5dB；在部分頻帶噪聲干擾和單音干擾環(huán)境及LTE信道中，迭代增益約為0.4dB。
　　第四章主要研究了NC-OFDM系統(tǒng)中的信噪比估計算法，并進(jìn)行了仿

7、真性能分析。主要研究了基于導(dǎo)頻輔助的兩種基于相鄰子載波的Boumard SNR估計算法與基于相同子載波的 Ren SNR估計算法，以及非數(shù)據(jù)輔助的基于空白子載波的SNR估計算法，并進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明，加性高斯白噪聲（Additive White Gaussian Noise，AWGN）信道中，四種SNR估計算法估計結(jié)果準(zhǔn)確；在LTE衰落信道下，當(dāng)SNR較大時（大于10dB），基于導(dǎo)頻輔助的SNR估計算法估計結(jié)果會低于實際值；低