面向ieee802.11ac射頻一致性測試的mimoofdm信道估計(jì)算法研究與應(yīng)用

1、R E S E A R C H A N D A P P L I C A T I O N O FC H A N N E L E S T I M A T I O N I N M I M O —O F D MS Y S T E M O N I E E E 8 0 2 ．11 A C P R O T O C O LR F C O N F O R M A N C E T E S TA T h e s i sS u b m i t t e d t

2、oS o u t h e a s t U n i v e r s i t yF o r t h e A c a d e m i c D e g r e eo f M a s t e r o f E n g i n e e r i n gB YL i u F a n gS u p e r v i s e d b yP r o f ．P e iW e n j i a n gS c h o o l o f I n f o r m a t i

3、o nS c i e n c e a n d E n g i n e e r i n gS o u t h e a s tU n i v e r s i t yM a r c h 2 0 1 6摘要摘要在無線通信系統(tǒng)中，由于無線信道的時(shí)間選擇性和頻率選擇性衰落，接收信號會發(fā)生畸變。準(zhǔn)確的信道估計(jì)能夠有效提升整個(gè)系統(tǒng)的性能。本文圍繞面向I E E E 8 0 2 ．1 1 a c 射頻一致性測試的M I M O —O F D M 信道估計(jì)

4、的研究與應(yīng)用展開工作。主要內(nèi)容如下：首先，介紹了信道估計(jì)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，引出了研究M I M O —O F D M 系統(tǒng)中信道估計(jì)的必要性和迫切性。詳細(xì)介紹了I E E E8 0 2 ．1 1 a c 物理層協(xié)議規(guī)范及其關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)闡述了M I M O ．O F D M 系統(tǒng)的基本原理和特性。其次，對M I M O —O F D M 系統(tǒng)中幾種典型的信道估計(jì)算法進(jìn)行了歸納總結(jié)，并對它們各自的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。同時(shí)，對M I

5、M O ．O F D M 信道估計(jì)中可能用到的各種插值算法進(jìn)行了研究和改進(jìn)，并通過仿真給出了各種插值算法的性能。在上述基礎(chǔ)上，結(jié)合I E E E8 0 2 ．1 l a c M I M O ．O F D M 系統(tǒng)的特性，本文提出了四種改進(jìn)的M I M O ．O F D M 信道估計(jì)算法。聯(lián)合噪聲估計(jì)的L S 信道估計(jì)算法通過估計(jì)和去除信號子空間中的噪聲分量，有效地抑制了噪聲對信道估計(jì)性能的影響。與傳統(tǒng)的L S 和L M M S E 信道

6、估計(jì)算法相比，該方法在低信噪比下表現(xiàn)出更優(yōu)的性能。在無線通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩端不可避免地會存在I Q 不平衡的情況，I Q 不平衡的存在會對信道產(chǎn)生一個(gè)鏡像干擾，使信道估計(jì)的性能惡化。基于這個(gè)考慮，本文提出了一種I Q 不平衡和信道聯(lián)合估計(jì)算法。該方法首先利用較少的導(dǎo)頻信號對I Q不平衡進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，然后再用I Q 不平衡補(bǔ)償過后的訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計(jì)。仿真結(jié)果表明本文提出的I Q 不平衡和信道聯(lián)合估計(jì)算法能夠有效地抑制I Q

7、 不平衡對信道的畸變作用，顯著改善信道估計(jì)的性能，同時(shí)，極大地降低系統(tǒng)的誤碼率?；陬l域加窗的M M S E 信道估計(jì)方法從抑制非整數(shù)采樣信道的時(shí)域C I R 泄露的角度出發(fā)，首先在頻域?qū) F R 進(jìn)行加窗處理，接著在時(shí)域?qū) I R 進(jìn)行M M S E 加權(quán)操作，再利用D F T 變換得到信道頻域響應(yīng)。相比于傳統(tǒng)的M M S E 信道估計(jì)，該方法具有更低的計(jì)算復(fù)雜度同時(shí)保持與之相當(dāng)?shù)墓烙?jì)性能。基于導(dǎo)頻跟蹤的L S 信道估計(jì)方法充分利

8、用I E E E8 0 2 ．1 l a c 幀結(jié)構(gòu)訓(xùn)練序列和導(dǎo)頻相結(jié)合的特點(diǎn)，先用訓(xùn)練序列進(jìn)行L S 信道估計(jì)，然后利用估計(jì)的信道響應(yīng)對數(shù)據(jù)序列進(jìn)行均衡，最后利用插入在O F D M 符號中的導(dǎo)頻信號進(jìn)行殘余相位跟蹤和補(bǔ)償。該方法能夠很好地跟蹤和補(bǔ)償系統(tǒng)中存在的殘余相位，提高系統(tǒng)的整體性能。最后，本文完成了I E E E8 0 2 ．1 l a c 接收機(jī)軟件平臺的搭建，并依照接收流程對接收機(jī)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)描述。將