MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究

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1、MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：曹松景指导教师：蔡坤宝教授专业：信号与信息处理学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一三年四月ResearchonChannelEstimationTechniquesinMIMO-OFDMsystemsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineering

2、ByCaoSongjingSupervisedbyProf.CaiKunbaoSpecialty:SignalandInformationProcessingCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2013重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要移动通信技术已经成为通信领域发展最快，最具市场潜力的热点技术。目前，第三代移动通信系统已经在世界各国大范围使用，包括WCDMA、CDMA2000以及T

3、D-SCDMA系统。第三代通信系统能提供基本的数据和多媒体业务，但是还达不到满足高速的移动多媒体业务的能力。与此同时，新的业务需求对速率、服务[1]质量、无缝衔接提出了新的挑战。基于正交频分复用（OFDM）技术和多输入多输出（MIMO）技术的通信系统是未来4G通信的主要技术发展趋势。目前，由OFDM技术与空时编码技术相融合而成的MIMO-OFDM技术已经引起了通信领域的广泛关注和研究。在无线通信系统中，MIMO-OFDM技术不仅能够有效地增强数据传输速率、增加系统传输容量，而且能有效地抑制多径衰

4、落和干扰。信道估计问题是MIMO-OFDM系统的一项关键技术问题，因此，本论文针对MIMO-OFDM系统的信道估计问题展开研究。本文第一部分首先阐述了MIMO-OFDM技术的研究背景、意义和国内外研究现状，然后对无线信道的衰落、多径效应及时变性等特性进行分析。接着由MIMO技术以及OFDM技术的原理和系统结构出发，引出MIMO-OFDM技术的系统结构和基本原理，并且构建MIMO-OFDM信道模型。对基于OFDM的空间复用系统和空时编码OFDM系统进行分析，重点研究了空时分组编码STBC-OFDM

5、系统。本部分最后用Matlab软件对SISO、MIMO两种系统的信道容量以及STBC-OFDM系统性能进行仿真分析。信道估计问题是MIMO-OFDM系统的一项关键技术问题。因此，本文第二部分针对MIMO-OFDM系统中基于训练序列的信道估计方法展开研究。首先详细介绍了几种传统的信道估计算法及其原理实现，其中包括最小二乘信道估计算法（LS）、最小均方误差估计算法（MMSE）、线性最小均方误差估计算法（LMMSE）、奇异值分解线性最小均方误差估计算法（SVD-LMMSE）和最大期望估计算法（EM）。

6、由于LS信道估计方法兼顾复杂度和精度，适用于实际应用系统，因此着重分析了此算法，并且研究了优化的基于最优训练序列的LS信道估计算法，通过理论推导以及Matlab软件仿真，表明本文的优化算法能够在保证系统信道估计准确性的同时，有效地降低传统的信道估计方法的复杂度。关键词：MIMO，OFDM，信道估计，最小二乘I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTThemobilecommunicationtechnologyhasbecomethefastestgrowingandhottechnolog

7、yincommunicationfield.Currently,thethird-generationmobilecommunicationsystemshavebeenusedinawiderangeofcountriesaroundtheworld,whichincludeWCDMA,CDMA2000andTD-SCDMAsystems.Thethird-generationcommunicationsystemsonlyprovidebasicdataandmultimediaservic

8、es，butwillbelessthantheabilitytomeetthehigh-speedmobilemultimediaservices.Thenewchallengeistoachievethehigherrate,thebetterservicequalityandtheseamlessintegration.ThecommunicationsystemswhichbasedonthetechnologyofOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexi