快時變MIMO-OFDM系統(tǒng)頻偏和信道聯(lián)合估計技術(shù)設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展，人們對無線通信需求的急劇增加使得高頻譜利用率、高數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量成為人們追求的目標(biāo)，正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)和多輸入多輸出MIMO技術(shù)的引入能夠很好地解決這幾大問題。但是在解決這些問題的同時，這兩種技術(shù)也帶來了相應(yīng)的問題。和單載波系統(tǒng)相比，OFDM系統(tǒng)對載波頻率偏移很敏感，由載波頻率偏移帶來的子載波間干擾ICI會導(dǎo)致OFDM系統(tǒng)性能急劇下降，所以，頻率同步對OFDM系統(tǒng)至關(guān)重要。同時，由于無線通信中存在信道的多

2、徑延遲和多普勒擴展效應(yīng)，要在接收端恢復(fù)出數(shù)據(jù)信號，信道估計很重要，特別是隨著高鐵的發(fā)展，快時變條件下的信道估計技術(shù)更是關(guān)鍵。本文的主要工作是在分析已有快時變MIMO OFDM系統(tǒng)頻偏和信道聯(lián)合估計算法的基礎(chǔ)上，對已有的算法進行創(chuàng)新改進以改善頻偏和信道估計性能。
　　論文首先介紹了MIMO和OFDM技術(shù)的基本原理，并從理論上分析了頻率偏移對MIMO OFDM系統(tǒng)的影響，同時指出了快時變條件下信道估計遇到的不可解問題以及解決這個問題所

3、采用的方法——基擴展模型(BEM)。為了說明頻偏和信道聯(lián)合估計的重要性，論文仿真驗證了頻偏對信道估計性能的影響，說明了從改進頻偏入手改進信道估計的頻偏與信道聯(lián)合估計的基本思路。接著，論文分別從基于BEM的時域和頻域接收信號模型研究并分析了包括最大似然算法、貝葉斯算法、擴展卡爾曼濾波算法和EM算法等快時變MIMO OFDM系統(tǒng)條件下的頻偏和信道聯(lián)合估計算法，并給出了相應(yīng)的理論界。論文在已有模型的基礎(chǔ)上，分析了適用于快時變MIMO OFDM

4、系統(tǒng)的頻偏和信道聯(lián)合估計方案。聯(lián)合利用導(dǎo)頻方案能夠改善頻偏和信道估計性能，并且隨著聯(lián)合利用導(dǎo)頻數(shù)目的增加，頻偏和信道估計性能越好?；谛拚郎y量信號的頻偏和信道聯(lián)合估計方案從修訂測量信號入手，改變了傳統(tǒng)最大似然估計算法中的測量信號，仿真表明該方案的頻偏和信道估計性能與傳統(tǒng)的最大似然頻偏和信道估計性能相當(dāng)，如果能與基于聯(lián)合導(dǎo)頻的估計方案聯(lián)合運用則有望獲得另一種改進的聯(lián)合估計技術(shù)方案。時域頻偏估計結(jié)合卡爾曼濾波估計信道方案采用時域模型估計頻偏

5、，采用頻域模型估計信道，兩者的結(jié)合能得到很好的頻偏估計性能，進而得到更好的信道估計性能。
　　論文最后是對快時變信道條件下MIMO OFDM系統(tǒng)多頻偏和信道聯(lián)合估計算法的研究。論文在簡述已有的多頻偏估計算法的基礎(chǔ)上，仿真驗證了滿足快時變條件下的基于擴展卡爾曼濾波的多頻偏和信道聯(lián)合估計方法。在此基礎(chǔ)上，論文提出了采用聯(lián)合導(dǎo)頻的方法進行擴展卡爾曼濾波聯(lián)合估計頻偏和信道，仿真結(jié)果表明，基于聯(lián)合導(dǎo)頻的擴展卡爾曼濾波可以有效提升多頻偏和信道