高速鐵路環(huán)境下OFDM系統(tǒng)信道估計研究.pdf

1、OFDM作為LTE的關(guān)鍵技術(shù)，通過減少和消除碼間串?dāng)_（ISI）來克服信道的頻率選擇性衰落，同時提高了頻譜效率。OFDM不僅能夠滿足鐵路通信更高的需求，而且研究其在高速鐵路環(huán)境中的應(yīng)用，能夠為將來LTE系統(tǒng)在高鐵中的應(yīng)用奠定一定的基礎(chǔ)。相對于有線信道，無線信道環(huán)境更加復(fù)雜，信道特性隨時間不斷地發(fā)生變化，尤其是高鐵的速度不斷被提高，信道特性變化就會更加劇烈，收發(fā)端之間的運動速度相對更大，這樣就產(chǎn)生了較大的多普勒頻移，從而使得OFDM系統(tǒng)子載

2、波間的正交性遭到破壞并產(chǎn)生了嚴(yán)重的子載波間干擾（Inter-Carrier Interference，ICI）。嚴(yán)重的子載波間干擾(ICI)明顯地降低OFDM系統(tǒng)的性能，因此在高速列車移動的環(huán)境中，如何提高信道估計精度，使得接收端的信號被正確檢測是當(dāng)今科學(xué)研究的重點。
　　針對高速鐵路環(huán)境下的OFDM系統(tǒng)，本文主要研究的是基于梳妝導(dǎo)頻的信道估計技術(shù)，重點研究了兩種最常用的時變模型，包括：線性時變模型（LTV）和基擴展模型（BEM）

3、。
　　首先，對復(fù)雜的無線信道特性進行分析，介紹了它的多普勒頻移效應(yīng)和多徑效應(yīng)，同時詳細分析了與它們相關(guān)的衰落特性、擴展特性等，給出了適合本文仿真環(huán)境的信道模型。介紹了OFDM系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及優(yōu)缺點，研究了在快時變環(huán)境下子載波間干擾（ICI)的產(chǎn)生。
　　其次，研究了傳統(tǒng)的信道估計算法，包括LS、LMMSE算法以及它們相應(yīng)改進算法。針對子載波間干擾（ICI）研究了線性時變模型（LTV），引入了基于該模型的雙重ICI消除算法，

4、并將其與信道估計算法相結(jié)合。得出的仿真結(jié)果說明，文中的改進算法對信道估計誤差更小，性能更好。另外，對比了結(jié)合單ICI消除和結(jié)合雙重ICI消除之后的信道估計誤差，可知，結(jié)合ICI消除技術(shù)后，誤差都被進一步減小，而結(jié)合雙重ICI消除技術(shù)之后誤差減小的幅度更大。
　　最后，介紹了基擴展模型（BEM）以及基于不同基函數(shù)的BEM模型，包括CE-BEM、P-BEM、KL-BEM和DPS-BEM，同時為了有效減少導(dǎo)頻處的ICI影響，采用了基于導(dǎo)