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基于IEEE802.16e标准的移动WiMAX(WorldwideInteroperatingblityforMicrowaveAccess)技术是目前普遍关注的一种宽带无线接入技术,它选用正交频分多址接入(OFDMA)作为其物理层核心技术。OFDMA技术兼具了OFDM技术有效对抗多径干扰和频谱利用率高的特点,并且它能通过灵活的子载波分配方式,动态的分配时频资源块,实现时频资源共享及多用户接入。
OFDMA系统通常采用相干检测,而相干检测需要知道每个子载波上的精确信道频域响应(CFR),因此信道估计对整个OFDMA系统性能就显得至关重要。同时,由于移动WiMAX系统要求对中高速信道场景的支持,这也对OFDMA系统的信道估计技术提出了更高的要求。因而,本文重点研究了移动WiMAX-OFDMA系统中的信道估计技术。论文的主要工作如下:
1.深入研究OFDM的基本原理。在此基础上,结合移动WiMAX物理层标准(IEEE802.16e协议),详细分析了OFDMA下行系统的多址接入原理、发送流程、帧结构和子载波分配方案,并介绍了仿真使用的物理层链路等内容。
2.研究了OFDMA系统中基于导频辅励的经典信道估计算法。重点分析了基于频域插值拟合的系列算法,基于最大似然(ML)准则的算法和基于最小均方误差(MMSE)准则的系列算法,并在移动WiMAX下行帧结构以及基于簇的导频插入方式下,分别讨论了各种算法的性能优劣和适用场景。同时,在基于簇的导频插入方式基础上,提出准梳状导频模式的算法思想,并将该思想与频域插值拟合算法和最大似然算法相结合,进行了算法的优化,最后通过仿真验证了优化算法的有效性。
3.提出了一种基于非均匀分布导频的DFT插值改进算法。由于移动WiMAX下行PUSC模式中导频非均匀分布并且带有虚拟子载波,因而无法直接利用DFT插值算法。此处利用频域相邻子载波的强相关性,进行一种工程上的近似相等处理,以变换为近似均匀分布的导频结构。迸向可以结合一种带虚拟子载波信道估计的DFT插值算法,通过抑制系统中虚拟子载波上能量的损失来提高信道估计性能。仿真结果也表明,该改进算法中所做的导频均匀化处理是有效的,并且获得了较好的信道估计性能,证明其在移动WiMAX下行系统中具有一定的工程实用价值。