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《哈尔滨工业大学》 2009年
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MIMO-OFDM无线通信系统信道估计算法研究

赵俊义  
【摘要】:提高频谱的利用率是下一代无线移动通信的主要目标之一。在带宽和功率受限的无线通信中,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)是获得更高的频谱效率最具有潜力的技术。同时正交频分复用(Orthogongal FrequencyDivision Multiplexing, OFDM)技术具有抵抗多径衰落和降低宽带接收机复杂度等优点,MIMO-OFDM被认为是后3G最有潜力的技术之一,能够适应高信道容量、高比特信息速率等宽带多媒体应用的需求。信道估计作为无线通信系统中的一项关键技术,是MIMO-OFDM系统中相干检测和空时解码的必须条件。因此本文以MIMO-OFDM系统的信道估计作为研究的主要内容。 高速无线数据传输导致信道呈现出稀疏特性,利用该特性可提高信道估计性能。针对非时变多径稀疏的MIMO-OFDM信道,提出了基于广义Akaike信息论准则的信道估计算法,该算法能够估计出信道的阶数和每条路径的时延,然后将由最小二乘算法估计出的时域信道冲激响应中非传播路径点置0,由此可降低加性白噪声对信道估计的影响,提高信道估计的精度,同时,信道稀疏性越强,性能提高越大。 接收终端的快速移动使得无线MIMO-OFDM通信信道具有快速时变特性。信道快速时变会破坏子载波间的正交性引起子载波间干扰,从而使系统性能下降。论文中首先对时变无线信道建立了一个离散长椭球体序列扩展模型,近似时变信道。同时提出了一种不依赖信道统计特性信息的迭代的估计方法,利用均衡输出的结果消除未知信息序列对信道估计的干扰。在该模型的基础上,采用导频序列对时变MIMO-OFDM信道进行估计。 信道估计通常使用导频符号辅助方法,这种方法需要增加额外的系统带宽。为提高带宽效率,对叠加训练序列的方法进行了研究,该方法将一低功率周期性的训练序列直接叠加于信息序列,对接收数据求均值,不需要任何额外系统带宽,可估计信道。该方法在接收端由于采用未知信息序列的算术均值代替其统计平均值,使得未知的信息序列对信道估计的性能产生影响。提出了一种迭代叠加训练序列信道估计方法,即把经过频域均衡、译码得到的发送信息序列的估计值和叠加训练序列之和作为新的训练序列,反馈到信道估计器再次估计信道状态信息,通过这种判决反馈的迭代信道估计方法提高信道估计的性能。首先对于非时变SISO-OFDM信道应用该方法进行信道估计,然后基于长椭球序列基扩展模型,将该方法扩展到快速时变的MIMO-OFDM信道估计。 在实际的多用户MIMO-OFDM通信环境中存在有色干扰和信道空间相关,导致信道估计性能的降低。本文在发射总功率恒定的条件下,基于信道估计均方误差最小原则,利用统计“注水”方法对发送端的导频进行预编码,可提高信道估计的精度。该方法只需知道信道的相关特性和干扰的统计特性,不必对其频繁更新,且容易获得。理论分析表明,最佳的发射方向由发射信道相关矩阵和干扰协方差矩阵的特征值分解共同决定。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN919.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王奇;OFDM系统信道估计技术研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
2 白林宗;IEEE802.16m中HARQ传输反馈信道的信道估计[D];电子科技大学;2012年
3 郑书鑫;基于ICA的盲MIMO-OFDM接收机技术研究[D];宁波大学;2012年
4 崔忠阳;MIMO-OFDM信道估计和信号检测联合算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 董杰;孙怡;;一种高频谱效率的OFDM载波频偏盲估计方法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 付江志;直扩测控系统中的窄带干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 苏佳;衰落信道上多用户通信的优化技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 雷鸣;OFDM系统自适应资源分配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李国伟;基于电力线载波的采煤机监控通信系统的设计[D];山东科技大学;2010年
3 王燕霞;煤矿综采液压支架压力和顶板离层位移监测系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年
5 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
6 赵金平;基于矩阵变换的MIMO-OFDM系统信号检测[D];郑州大学;2010年
7 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年
8 翟卫松;基于认知无线电的预编码OFDM系统研究[D];郑州大学;2010年
9 宋楠;MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 胡静;远距离无线TDCS的衰落信道适应技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张建康;陈恩庆;穆晓敏;齐林;;OFDM系统中一种最大似然信道估计算法[J];兵工学报;2009年09期
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4 刘钧雷,叶芳,朱琦;OFDM系统中基于导频的信道估计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年04期
5 龚兵;邓飞其;;LTE系统中的MIMO检测算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年09期
6 齐萌;陆彦辉;穆晓敏;;基于多种调制方式的空时OFDM系统多用户检测技术[J];电讯技术;2010年05期
7 李明奇;李玉柏;彭启琮;;导频符号调制方式对OFDM信道估计的影响(英文)[J];电子科技大学学报;2009年01期
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9 袁静;高永安;;MIMO-OFDM系统信道估计中的最优导频设计[J];电子技术应用;2011年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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2 李国才;宽带MIMO系统若干关键技术研究[D];电子科技大学;2009年
3 杨永立;OFDM系统非参数信道估计算法研究[D];华中科技大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 李丹;MIMO检测算法研究及其在WIMAX系统中的应用[D];西安电子科技大学;2009年
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10 张涛;MIMO-OFDM系统中基于导频的信道估计技术研究[D];西南交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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4 何飞;蒋冬初;李梦醒;;基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法分析[J];现代电子技术;2008年21期
5 王娴珏;任祖华;;MIMO-OFDM系统中的SVD信道估计算法[J];无线通信技术;2009年01期
6 李大鹏;陈杰;;基于导频的SD-method信道估计算法研究[J];科学技术与工程;2008年13期
7 米涛;王志;;3GPP LTE系统上行信道估计研究[J];广东通信技术;2011年03期
8 孙翠珍;曾召华;韩晓冰;;基于导频的OFDM信道估计方法研究[J];现代电子技术;2005年23期
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1 张剑;OFDM系统中信道估计方法的研究[D];电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李晓静;OFDM系统中基于压缩感知的信道估计算法的研究[D];西安电子科技大学;2014年
2 李婧;无线移动通信与信道估计算法研究[D];河北大学;2014年
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4 刘文霞;OFDM系统中基于导频的信道估计算法的研究[D];天津大学;2008年
5 高新春;超宽带无线通信系统中信道估计算法的研究[D];兰州大学;2009年
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