mimo-ofdm系统信道估计与自适应调制算法研究

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1、哈尔滨工程大学硕十学位论文1．3主要研究内容及章节安排本文主要对MIMO．OFDM无线通信系统中的信道估计和自适应调制技术进行了研究。主要开展了以下几方面分析与仿真研究：1．介绍MIMO系统、OFDM系统和MIMO．OFDM系统的概况，并对OFDM系统做了重点的介绍，从其系统框图、关键技术、优点与缺陷等方面进行了深入的研究及探讨。2．对OFDM系统及MIMO．OFDM系统信道估计进行了大量的分析及仿真实验，通过将OFDM系统信道估计算法和MIMO．OFDM系统的信道估计算法逐一分析，进一步了解各系统的信道估计特性。特别对OFDM系统的导频信道估计进行细致的分析

2、与仿真，详细地将OFDM信道估计中LS和MMSE进行分析引入LMMSE和LRMMSE进行进一步细化仿真从而是到性能最优的信道估计算法。3．本文在研究信道估计同时，拟通过信道估计得出系统状态信息，从而进行自适应等关键技术的研究。所以系统的介绍了OFDM系统和MIMO．OFDM系统自适应技术，并在原有的注水算法和Chow算法基础上，结合Compello(LC)方法进行自适应调制技术的分析和仿真试验；并对Chow算法和Campello算法进行改进，通过实验仿真比较改进的算法比原算法复杂度降低，并将改进的算法应用到MIMO—OFDM系统中在保证性能的同时减少计算的时间

3、和复杂度。本文共分5章，各章的内容安排如下：第l章绪论，首先介绍论文的研究目的及意义，其次介绍了信道估计及自适应调制技术国内外研究现状，最后将本论文主要研究内容及论文安排叙述清楚。第2章介绍MIMO系统、OFDM系统和MIMO．OFDM系统的基本概况。并提出将MIMO和OFDM的结合应用，将成为第四代移动通信系统中的关键技术。第3章首先对信道估计进行简单概括，并对OFDM系统的信道估计算法以及MIMO．OFDM信道估计算法进行了大量的公式推理及论证。然后介绍OFDM系统的自适应算法，进一步将MIMO．OFDM系统的信道分配和天线哈尔滨rr=程大学硕士学位论文选

4、择进行详细的介绍。第4章本章提出了基于位加载算法的MIMO．OFDM自适应调制改进算法，首先归纳总结了MIMO．OFDM系统常用的自适应调制算法，对常用的自适应算法进行比较，并在原有算法基础上进行改进，最后将改进前后的算法进行比较，初步得出减少计算复杂度的结论。第5章首先对OFDM系统、MIMO．OFDM系统的信道估计进行仿真，其次将原来自适应算法应用到MIMO．OFDM系统中，得到MIMO．OFDM和SISO．OFDM系统自适应曲线的比较，并在此基础上将改进的自适应算法应用到MIMO．OFDM系统中，从而得到改进算法的性能与原算法接近，但计算复杂度和计算时间

5、降低的结论。6哈尔滨工程大学硕十学何论文第2章MIMO．OFDM系统无线通信与个人通信在短短几十年间经历了从模拟通信到数字通信、从FDMA到CDMA的巨大发展。纵观移动通信的发展史，第一代模拟系统仅提供语音服务，不能传输数据；第二代数字移动通信系统的数据传输速率也只有9．6bit／s，最高可达32kbit／s；第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit／s；而我们目前所致力研究的第四代移动通信系统的数据传输速率可以达到l呲0Mbit／s。虽然第三代移动通信可以比第二代传输速率快上千倍，但是仍无法满足未来多媒体通信的要求，第四代移动通信系统的提出更是希望能满

6、足更大的频宽需求。第四代移动通信系统计划以OFDM(正交频分复用)为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去。2．1OFDM系统OFDM并不是新生事物，它由多载波调帝i](MultiCarrierModulate，MCM)发展而来。美国军方早在20世纪五六十年代就创建了世界上第一个MCM系统，文献[8】提出在1970年衍

7、生出了采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM系统。但在以后相当长的一段时间里，由于物理硬件技术原因，OFDM理论向实践迈进的脚步放缓了。由于OFDM的各个子载波之间相互正交，可采用FFT实现这种调制，但在实际应用中，实时傅里叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素都成为OFDM技术实现的制约条件。经过大量研究，终于在20世纪80年代，MCM获得了突破性进展，大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍，一些其他难以实现的困难也都得到了解决。自此，OFDM正式走上了通信的舞台，逐步迈入高速Modem和数字移动通

8、信的领域。20世纪907哈尔滨丁程大学