多带超宽带系统信道估计方法地地研究

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1、多带超宽带系统信道估计方法的研究目录1.绪论11.1超宽带技术概况及发展11.2超宽带技术特点21.3信道估计的目的31.4本论文的综述32.超宽带信道的传输特性42.1无线信道传输的特性42.2超宽带信道传输模型52.3国际标准推荐的超宽带信道模型93.基于多带OFDM的UWB系统143.1OFDM基本原理143.2MBUWB-OFDM系统163.2.1系统方案163.2.2系统结构173.3MB-OFDM系统的优缺点184.基于多带超宽带信道估计方法的研究194.1信道估计的概念194.2信道估计的方法204.2.1导频插入的介绍20

2、4.2.2最小二乘估计（LS）214.2.3最小均方误差估计（MMSE）234.2.4最小线性均方误差信道估计（LMMSE）244.2.5基于DFT变换的信道估计244.3性能比较与分析254.4改进的DFT信道估计方法26总结30参考文献311.绪论1.1超宽带技术概况及发展由于无线技术的快速发展，可利用的频谱资源变得紧缺，目前的移动通信已不能满足人们日益提高的需求。下一代无线通信技术的目标是实现全球范围内的无缝覆盖，同时还可以高速的多媒体通信及探测、定位、成像等中低速感知业务。因此近年来一些组织相继提出重用频谱资源，这其中超宽带（Ul

3、traWide-band，UWB）无线通信技术最被关注。超宽带是WPAN的一项无线技术之一，其采用频谱重叠的方式，也就是说共享了同样的频谱资源，其发射功率也被严格的限制在特定的范围内以减少对目前所存在的系统带来负面的影响。因此超宽带技术很大程度上提高了频谱的利用率，减轻了日益增长的无线业务需求，成为了通信领域里研究的热点。超宽带技术最初的形式为冲激无线电，是以脉宽为纳秒（ns）或亚纳秒（sns）的脉冲作为信息传输的载体。最早可追溯100年前波波夫和马可尼发明越洋无线电报时，他们使用的发射器信号就占了比较宽的频带。现代意义的超宽带无线电传输

4、技术出现于上世纪60年代，主要用于军事、灾害救援、Radar定位及测距等方面。70年代时，UWB技术有了很大的发展。80年代时，超宽带技术开始被应用在无线通信中。1990年美国国防部首次使用了“超宽带”这一术语。2002年，FCC解除了超宽带技术在短距离无线通信领域的应用限制。从此超宽带技术走向了商业化，这也激发了其学术研究和产业化进程。2003年IEEE802.15.3a工作组组织了UWB标准方案的讨论会。主要的方案有两种，即DS-UWB标准和MB-OFDM标准。DS-UWB技术是以单频32带方式或者窄脉冲方式（通常小于1ns)的脉冲信

5、号作为信息传输的载体，整个频带的频率可传输多个任务。MB-OFDM-UWB技术则是以多频带方式，技术上比较容易实现。支持各方标准的倡导者在讨论中各不相让，其分歧主要是在前者采用单频带方式，后者采用多频带方式。到了2006年1月15日，IEEE802.15.3a工作小组放弃标准制定工作，这才打破了僵持已久的局面。自此关于UWB标准的问题转向了市场，毕竟这是一种全新的通信理念。2002年4月，FCC对UWB做出了两种定义。第一种定义为：相对带宽=fH-fLfC>0.2（1-1）以功率较峰值下降10dB时为参考，fH为高端频率，fL为低端频率，

6、fC为中心频率（或者载波频率）。第二种定义是不考虑相对带宽为多少，而信号的10dB绝对带宽要大于或等于500MHz[1]。并且两种定义要满足FCC功率谱密度限制的要求。同时FCC规定超宽带系统的带宽限制在3.1GHz到10.6GHz之间的7.5GHz频率范围，并且将其等效各向同性辐射功率（EIRP）限制在-41.3dBm/MHz以下。从FCC的定义看出，UWB不但包括了最初的脉冲通信，还包括了使用超宽带频谱（只要相对带宽大于0.2或者带宽大于500MHz）的无线通信任何形式。UWB信号与窄带信号的比较如图1.1所示：图1.1UWB与窄带信

7、号的比较1.1超宽带技术特点32与其他无线技术相比，UWB无线通信除了被认为是通信领域具有革命性的技术外[2]，还具有传统通信系统无法相比的技术特点[3-5]:(1)频带宽且具有潜在的支持高数据传输或系统容量的能力(2)发射功率低，共享频谱资源(3)处理增益高，穿透能力强(4)安全性高、抗干扰(5)多径分辨能力强(6)定位精确，探测能力强1.1信道估计的目的在无线通信系统中，信道估计是研究的热点，它是进行相关检测、解调、均衡的基础。其目的是对信道的冲激响应进行估计，进而对其进行均衡，使信道的误差最小化，这将在第四章中有详细的介绍。1.2本

8、论文的综述本文首先对超宽带的特征做了一些介绍后，对UWB无线通信系统的信道传输特性和信道特征参数进行了研究。主要的研究内容是信道估计问题，在了解UWB信道对信号造成影响的同时分析了IEEE80