基于訓(xùn)練序列的MIMO-OFDM信道估計技術(shù).pdf

1、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，它將頻率選擇性信道劃分為一組并行的平坦子信道，從而能有效地對抗信道的頻率選擇性衰落，同時還具有對抗多徑效應(yīng)，消除符號間干擾（ISI），并且有很高的頻帶利用率等優(yōu)點，適合在多徑傳播和多普勒頻移的無線移動信道中傳輸高速數(shù)據(jù)。在無線通信中，如果在發(fā)送端和接收端同時采用多天線系統(tǒng)，只要各天線單元間距足夠大

2、，無線信道散射傳播的多徑分量足夠豐富，各對發(fā)－收天線單元間的多徑衰落就趨于獨立，即各對等效的發(fā)收天線對之間的無線傳輸信道趨于獨立，這些同頻率、同時間、同信道特征碼的子信道趨于相互正交。MIMO（Multi-Input Multi-Output，多輸入多輸出）技術(shù)正是利用了無線信道多徑傳播的這一固有特性，充分開發(fā)空間資源，利用多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不需要增加頻譜資源和天線發(fā)送功率的情況下，可以成倍地提高信道容量，同時也可以提高信道的可靠

3、性，降低誤碼率。而將OFDM與MIMO技術(shù)相結(jié)合，相互揚(yáng)長避短，能夠更好地利用分集增益和空間復(fù)用增強(qiáng)系統(tǒng)性能和增大系統(tǒng)容量。 本文詳盡地分析了移動無線通信信道的多徑衰落特性，包括無線信道中信號的傳播方式、信號的損失和衰落、無線信道的時變特性、各類干擾、多普勒效應(yīng)等等。在介紹了信道特性的基礎(chǔ)上，通過對OFDM和MIMO技術(shù)的獨立分析，本文闡述了MIMO-OFDM系統(tǒng)的基本原理，并給出了系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖，接著圍繞該系統(tǒng)中信道估計這

4、一關(guān)鍵技術(shù)，深入研究了基于訓(xùn)練序列的信道估計算法。首先對現(xiàn)有的各種MIMO-OFDM信道估計算法，例如LS（最小平方）估計算法、MMSE（最小均方誤差）估計算法、EM（最大期望）估計算法、導(dǎo)頻估計算法等，進(jìn)行了分析總結(jié)。然后針對最常用的LS估計算法，分別提出了兩種改進(jìn)算法：一種是基于時域二階多項式的奈奎斯特（Nyquist）接收窗函數(shù)的MIMO-OFDM信道估計算法，另一種是基于離散余弦變換（DCT）的二維濾波MIMO-OFDM信道估計

5、算法；并對這兩種算法的性能進(jìn)行了理論分析和計算機(jī)仿真。分析和仿真的結(jié)果表明，由于前者在MIMO-OFDM系統(tǒng)接收端采用了一類系數(shù)可調(diào)的基于時域二階多項式的奈奎斯特窗函數(shù)（SOCW），有效地抑制了載波間干擾（ICI）對信道估計精度的影響，提高了信道估計的性能；后者用離散余弦變換（DCT）代替?zhèn)鹘y(tǒng)多徑信道估計中的離散傅立葉變換（DFT），從而避免了在多徑延時非采樣周期的整數(shù)倍時出現(xiàn)的混疊誤差和高頻失真，同時在多徑展寬域和多普勒展寬域?qū)?dǎo)頻信