OFDM系統(tǒng)盲信道估計(jì)算法的研究.pdf

1、本論文研究盲信道估計(jì)算法在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于OFDM技術(shù)可有效地處理信道干擾，使無線信道均衡大為簡(jiǎn)化，因此在未來高速無線通信中將起非常重要的作用。為實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)的相干檢測(cè)，傳統(tǒng)的方法是在發(fā)射信號(hào)中插入訓(xùn)練序列，用于信道估計(jì)。盲信道估計(jì)算法利用接收信號(hào)的二階統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行信道估計(jì)，避免發(fā)射訓(xùn)練序列，因此如果盲信道估計(jì)算法在實(shí)際系統(tǒng)中得到應(yīng)用，可以極大地提高系統(tǒng)的傳輸效率。由于利用接收信號(hào)的二階統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行盲信道估計(jì)是近十年的工作

2、，這一技術(shù)在OFDM系統(tǒng)的應(yīng)用是一個(gè)新的研究領(lǐng)域，有很多理論工作要做，因此本論文的工作具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。 論文研究“單輸入單輸出”O(jiān)FDM(SISO-OFDM)系統(tǒng)的盲信道估計(jì)，提出一種新的基于接收信號(hào)二階統(tǒng)計(jì)特性的子空間算法。論文建立SISO-OFDM系統(tǒng)模型；利用循環(huán)前綴(CP)，對(duì)OFDM系統(tǒng)的傳輸方程作矩陣變換，得到一個(gè)信道矩陣為Toeplitz矩陣的新方程；基于此方程推導(dǎo)出盲信道估計(jì)的子空間算法。算法利用了

3、OFDM信號(hào)中的CP，不需要改變OFDM結(jié)構(gòu)，可直接用于傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)。算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，有較高的信道估計(jì)精度，不受信道零點(diǎn)位置的限制，不受信道階數(shù)過估計(jì)的影響。由于算法實(shí)現(xiàn)時(shí)要對(duì)噪聲項(xiàng)作白化處理，在一定程度上增加了信道估計(jì)的計(jì)算量。 論文研究無循環(huán)前綴的OFDM系統(tǒng)的盲信道估計(jì)，提出在OFDM系統(tǒng)中采用不等長(zhǎng)分塊編碼實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)的方法。研究表明：使連續(xù)的OFDM信號(hào)長(zhǎng)度不等，在不加入冗余編碼的情況()，使發(fā)射信號(hào)具有周期平穩(wěn)

4、特性，因此接收端可利用信號(hào)中周期平穩(wěn)特性實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)；文中采用三種算法實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)，其中線性方程算法，由于存在誤差傳播，因此估計(jì)誤差大，同時(shí)線性方程算法要求信道階數(shù)精確估計(jì)。單周期功率譜算法與雙周期功率譜算法不受信道階數(shù)過估計(jì)和誤差傳播的影響，有較高的信道估計(jì)精度。由于雙周期功率譜算法使用了更多的信息量，比單周期功率譜算法有更高的信道估計(jì)精度；論文還設(shè)計(jì)了判決反饋均衡器，實(shí)現(xiàn)了不等長(zhǎng)分塊編碼的OFDM信道均衡。 論文研究空時(shí)

5、編碼的OFDM(ST-OFDM)盲信道估計(jì)，提出一種新的恒模復(fù)調(diào)制、單天線接收實(shí)現(xiàn)ST-OFDM盲信道估計(jì)的算法。論文建立“兩發(fā)一收”的ST-OFDM系統(tǒng)模型；利用空時(shí)編碼的特點(diǎn)，對(duì)發(fā)射信號(hào)采用恒模復(fù)調(diào)制，使發(fā)射信號(hào)具有周期相關(guān)特性，因此接收端可將各子信道分開進(jìn)行估計(jì)；最后利用循環(huán)前綴給出子空間算法，實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)。恒模復(fù)調(diào)制不會(huì)增大OFDM系統(tǒng)的功率峰均比(PAPR)。算法不需要對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行冗余預(yù)編碼，不會(huì)降低系統(tǒng)碼率。同時(shí)算法

6、采用單天線接收就可實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)，不需要改變接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。算法不受信道階數(shù)過估計(jì)的影響。但如有信道零點(diǎn)在OFDM子載波頻率點(diǎn)上，算法不能成立，因此受信道零點(diǎn)位置的限制。算法要求輸入信號(hào)的共軛相關(guān)特性不為0。 論文研究時(shí)變信道的OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)，結(jié)合時(shí)變信道的諧波分解模型和線性時(shí)不變信道的OFDM盲信道估計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)了時(shí)變信道OFDM系統(tǒng)盲信道估計(jì)。論文采用諧波分解模型來表示時(shí)變信道，建立時(shí)變信道模型；建立時(shí)變信道OFDM模

7、型，將一個(gè)SISO時(shí)變信道的OFDM系統(tǒng)，等價(jià)為一個(gè)線性時(shí)不變信道的多輸入單輸出的OFDM(MISO-OFDM)系統(tǒng)；利用時(shí)變信道的諧波函數(shù)作為調(diào)制信號(hào)使MISO-OFDM信號(hào)具有的周期相關(guān)特性，分離各子信道的估計(jì)；利用循環(huán)前綴給出子空間算法，實(shí)現(xiàn)盲信道估計(jì)。算法不需要對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制或冗余編碼，單天線接收實(shí)現(xiàn)了MISO-OFDM的盲信道估計(jì)，因此不需要改變接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)。算法不受信道階數(shù)過估計(jì)的影響，但如有信道零點(diǎn)在OFDM子