基于导频的OFDM系统信道估计算法研究

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OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术,属于多载波调制(MCM,Multi-CarrierModulation)技术的一种。其原理是将信道划分成为若干正交子信道,由串/并变换将高速数据流转换成并行低速的子数据流,再经各子载波调制进行传输。接收端可采用相关技术将接收到的正交信号分离,从而可以减少子信道间的互扰。由于各子信道信号带宽小于信道相关带宽,故可将各子信道中的衰落视为平坦性衰落,继而也就消除了码间干扰(ISI)。同时,各子载波带宽占总信道带宽比例很小,因此,实施信道均衡技术会比较容易。  信道估计不仅是OFDM系统的关键技术和研究热点之一,也是研究OFDM系统所亟待解决的问题。从目前该技术的发展研究现状来看,可以将其分为三大类:一、基于导频辅助信息的信道估计;二、盲信道估计;三、半盲信道估计。  本文首先介绍了OFDM的发展历史、研究现状及应用,对OFDM的基本原理及系统组成进行了详细介绍,重点研究了基于导频信息的信道估计,分别分析了LS(最小二乘)、MMSE(最小均方误差)和基于SVD(奇异值分解)的LMMSE(线性最小均方误差)等信道估计准则;在基于导频的自适应信道估计方法上,研究了LMS及RLS自适应信道估计算法;在数据信道信息的插值方式上,介绍了线性插值、二阶插值及基于DFT的时域补零插值。最后通过MATLAB对上述算法的性能进行了仿真,仿真结果表明:LS算法具有较低的运算复杂度,但其性能较之MMSE算法与SVD算法是最差的,RLS自适应算法较LMS自适应算法具有更高的误差性能和良好的估计性能。本文最后基于传统的二阶插值算法,提出了一种改进的二阶插值方法,并分别从理论和仿真实验进行了分析,仿真结果表明:改进算法比原二阶插值算法在SER性能方面作出了有效的改善。
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