快速時(shí)變信道下無線OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)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(dòng)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(dòng)速度更快，例如我國(guó)正在建設(shè)的高速鐵路的時(shí)速將會(huì)達(dá)到350km/h左右，這樣就使得信道的時(shí)變特性更加明顯。當(dāng)信道特性為快衰落時(shí)，由多普勒頻移導(dǎo)致的子載波間正交性遭到破壞，帶來嚴(yán)重的子載波間干擾(ICI，Inter-Cartier Interference)，降低了系統(tǒng)的

3、性能。
　　 針對(duì)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(shí)變信道方面的最優(yōu)，結(jié)合判決反饋的信道估計(jì)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(jì)與檢測(cè)算法，并且將時(shí)頻域信道估計(jì)聯(lián)合起來。該算法在降低傳統(tǒng)卡爾曼濾波計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)，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(gè)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(jì)值，簡(jiǎn)化了算法的

4、求逆過程，進(jìn)一步的降低了算法的計(jì)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(jì)性能。
　　 相位噪聲在給OFDM系統(tǒng)帶來相角錯(cuò)誤的同時(shí)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(duì)相位噪聲下OFDM系統(tǒng)的快變信道估計(jì)問題，提出了一種新的將快變信道和相位噪聲進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)的算法。該算法將時(shí)變信道建模為復(fù)指數(shù)基擴(kuò)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(jì)器(LMMSE

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