【正文】 北京工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 快速 OFDM 信道估計(jì)的判決迭代方法 系 （部） 通信工程專(zhuān)業(yè) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 20xx 年 3 月 29 日 快速 OFDM信道估計(jì)的判決迭代方法 中文 摘要 無(wú)線(xiàn)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) (WMSN)是在傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的新型網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng) WSN 相比，多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)更加關(guān)注圖像、視頻、音頻等多媒體信息，因而低耗能、高速的數(shù)據(jù)傳輸成為制約其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。正交頻 分復(fù)用 (OFDM)作為一種高效的、廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸方式 ，適用于多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)。 OFDM 時(shí)域信號(hào)由多路相互獨(dú)立的、經(jīng)調(diào)制的子信號(hào)疊加而成，當(dāng)多路信號(hào)的相位一致時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的峰均比 (PAPR)。由于功率放大器的動(dòng)態(tài)范圍有限，當(dāng)較大峰均比信號(hào)通過(guò)放大器的非線(xiàn)性區(qū)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生明顯的帶外輻射及帶內(nèi)信號(hào)失真，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。同時(shí)峰均比較大時(shí)還會(huì)降低發(fā)送端功放效率，造成能量浪費(fèi)。 El 前已經(jīng)存在一些抑制信號(hào)峰均比的方法，其中限幅濾波是最為常用的方法。 對(duì)于信道參數(shù)變化劇烈的情景，采用傳統(tǒng)的單一信道估計(jì)模型很難 跟蹤信道參數(shù)的變化，針對(duì)這一問(wèn)題采用了多模型的信道估計(jì)方法。由于每一種模型都不是任何意義下的最優(yōu)，鑒于此，構(gòu)建適合不同信道環(huán)境的信道估計(jì)模型集，結(jié)合模型集建立對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)信道估計(jì)器，根據(jù)多模型的切換策略，從模型集中選擇最適合當(dāng)時(shí)信道環(huán)境的模型，以達(dá)到最優(yōu)的信道估計(jì)輸出。然后分別在移動(dòng)臺(tái)速度恒定及移動(dòng)臺(tái)速度變化兩種情況下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真，結(jié)果表明，在這兩種情況下，多模型信道估計(jì)方法都表現(xiàn)出估計(jì)性能的優(yōu)越性，能夠很好的解決單一信道估計(jì)模型不能有效跟蹤信道參數(shù)復(fù)雜變化的難題。 關(guān)鍵詞 ： OFDM 信道 無(wú)線(xiàn) 傳感 器 網(wǎng)絡(luò) 目 錄 第 1章 緒論 ................................................................................................................................. 4 第 2章 系統(tǒng)模型描述 ....................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 信號(hào)模型 ........................................................................................................................ 7 信道 模型 .......................................................................................................................10 第 3章 迭代信道估計(jì)算法 ...........................................................................................................10 迭代算法描述 ................................................................................................................10 導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) .......................................................................................................................11 算法選擇 .......................................................................................................................12 MAP迭代譯碼算法 ................................................................................................12 自適應(yīng)信道跟蹤與估計(jì) ........................................................................................13 卡爾曼濾波迭代譯碼算法 ....................................................................................15 第 4章 仿真結(jié) 果分析 ..................................................................................................................18 仿真參數(shù) .......................................................................................................................18 仿真結(jié)果 .......................................................................................................................18 算法復(fù)雜度分析 .............................................................................................................19 結(jié)束語(yǔ) .........................................................................................................................................20 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................21 答謝辭 .........................................................................................................................................22 快速 OFDM信道估計(jì)的判決迭代方法 第 1章 緒論 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的信息傳遞是利用電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而電磁波的直射、反射、散射和繞射等傳播過(guò)程所形成的無(wú)線(xiàn)信道，使得接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)相比發(fā)生了復(fù)雜變化。通過(guò)分析電磁波的傳播，可知無(wú) 線(xiàn)信道具有多徑衰落和時(shí)變特性，對(duì)傳遞的調(diào)制信號(hào)在時(shí)域和頻域均會(huì)產(chǎn)生選擇性衰落。要想從接收信號(hào)中解調(diào)獲得發(fā)送數(shù)據(jù)，必須獲知無(wú)線(xiàn)信道的狀態(tài)信息（ CSI），因此對(duì)無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行合理的建模和準(zhǔn)確的估計(jì)是無(wú)線(xiàn)通信的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 根據(jù)無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境的信道參數(shù)變化快慢的不同，將研究工作劃分為信道參數(shù)變化緩慢和信道參數(shù)變化劇烈兩種情景。 針對(duì)信道參數(shù)變化緩慢的情景，經(jīng)深入研究現(xiàn)有的塊獨(dú)立信道估計(jì)方案，發(fā)現(xiàn)因估計(jì)數(shù)據(jù)塊間在信道估計(jì)過(guò)程中缺乏關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)塊的邊緣產(chǎn)生較大的信道估計(jì)誤差。為解決這一問(wèn)題，提出了兩種改 進(jìn)的信道估計(jì)方案：子數(shù)據(jù)塊借用估計(jì)方案和數(shù)據(jù)塊滾動(dòng)前移估計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證，兩種改進(jìn)方案在一定程度上提高了估計(jì)數(shù)據(jù)塊間的相關(guān)性，改善了數(shù)據(jù)塊邊緣估計(jì)性能。由于信道參數(shù)變化緩慢，故可以適當(dāng)減少插入導(dǎo)頻序列的個(gè)數(shù)，然后又對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)仿真，結(jié)果表明，改進(jìn)信道估計(jì)方案的估計(jì)性能優(yōu)越性體現(xiàn)的更加明顯。 信號(hào)進(jìn)行限幅濾波后，會(huì)帶來(lái)非線(xiàn)性干擾，并引入帶外輻射。針對(duì)限幅濾波造成的系統(tǒng)性能下降問(wèn)題， Kim 等人首先提出了通過(guò)判決輔助重建 (DAR)算法 _6]在接收端重建原始信號(hào)，降低非線(xiàn)性失真的影響，文獻(xiàn) [7]提出通過(guò) 迭代方法估計(jì)并消除非線(xiàn)性失真。上述文獻(xiàn)均假設(shè)具有理想的信道估計(jì)，然而受限幅濾波影響，系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確的估計(jì)信道狀態(tài)信息 (CSI)。文獻(xiàn) E8]提出了基于 EM一迭代的聯(lián)合信道估計(jì)和信號(hào)檢測(cè)算法，并推導(dǎo)了已知非線(xiàn)性失真信息的 LS信道估計(jì)均方誤差的下限。文獻(xiàn) [9— 11]針對(duì)不同的功率放大器非線(xiàn)性失真模型，提出了一種迭代估計(jì)非線(xiàn)性失真的算法，并據(jù)此獲取更為精確的信道估計(jì)。以上所述算法均采用判決反饋方式獲取初始信道估計(jì)。文獻(xiàn) [12]研究了梳狀導(dǎo)頻分布系統(tǒng)中信號(hào)預(yù)畸變對(duì) LS 信道估計(jì)性能的影響，但沒(méi)有提出抵抗該影響的信道估計(jì)方 法。文獻(xiàn) [13]研究了梳狀導(dǎo)頻系統(tǒng)的理論信道估計(jì)增益，并提出了基于信號(hào)重建的信道估計(jì)算法。與基于非線(xiàn)性失真消除的估計(jì)算法相比，該算法更易受到判決錯(cuò)誤的影響。 本文針對(duì)梳狀導(dǎo)頻系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了新的基于限幅導(dǎo)頻序列的信道估計(jì)方法和基于非線(xiàn)性失真消除的信號(hào)檢