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OFDM系统中基于导频的信道估计技术研究

陈祖飞  
【摘要】: 正交频分复用(OFDM)技术是一种无线环境下的高速多载波传输技术,具有很高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力,是第四代移动通信系统的核心技术。信道估计技术是OFDM系统的研究热点之一,其中基于导频的信道估计是通过导频信号估计出信道的时域或频域响应,然后用于OFDM系统的相关检测、子载波功率分配、均衡、自适应调制等。 论文首先介绍了OFDM的原理和性能特点,总结了一般无线信道的多径时变统计特性,建立了平坦衰落和频率选择性衰落信道模型,给出其仿真方法。并针对OFDM无线传输系统,分析了信道特性尤其是多径和多普勒频移对系统性能的影响。在此基础上,对OFDM系统中信道估计的块状导频和梳状导频图案进行了的分析和研究,探讨了不同的内插方法来获得完整的信道频响,包括线性插值、二次插值、样条插值和变换域插值等。论文在不同信道环境下,仿真比较这些导频图案和插值,结果表明块状导频适合适合慢衰落信道,平坦衰落和频率选择性衰落对其影响不大;梳状导频适合平坦衰落信道,慢衰落和快衰落对其影响不大;变换域插值相对于其他插值来说性能最好。本文针对梳状导频的变换域插值,提出了改进的变换域插值方法,仿真表明改进的变换域方法与传统变换域方法相比,可以提高2dB左右的E_b/N_o增益。论文最后还研究了自适应的信道估计技术,使得OFDM系统在满足系统误码率的要求下,选择最少的导频数量,仿真结果表明自适应的信道估计可以有效地提高系统的频谱利用率。


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