【正文】 北京工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 題目： 快速 OFDM 信道估計的判決迭代方法 系 （部） 通信工程專業(yè) 專業(yè)班級 學 號 學生姓名 指導教師 職 稱 20xx 年 3 月 29 日 快速 OFDM信道估計的判決迭代方法 中文 摘要 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡 (WMSN)是在傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡 (WSN)的基礎上發(fā)展而來的新型網(wǎng)絡。與傳統(tǒng) WSN 相比，多媒體傳感器網(wǎng)絡更加關注圖像、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)展的關鍵技術問題之一。正交頻 分復用 (OFDM)作為一種高效的、廣泛應用的數(shù)據(jù)傳輸方式 ，適用于多媒體傳感器網(wǎng)絡。 OFDM 時域信號由多路相互獨立的、經(jīng)調(diào)制的子信號疊加而成，當多路信號的相位一致時，會出現(xiàn)較大的峰均比 (PAPR)。由于功率放大器的動態(tài)范圍有限，當較大峰均比信號通過放大器的非線性區(qū)時，會產(chǎn)生明顯的帶外輻射及帶內(nèi)信號失真，導致系統(tǒng)性能下降。同時峰均比較大時還會降低發(fā)送端功放效率，造成能量浪費。 El 前已經(jīng)存在一些抑制信號峰均比的方法，其中限幅濾波是最為常用的方法。 對于信道參數(shù)變化劇烈的情景，采用傳統(tǒng)的單一信道估計模型很難 跟蹤信道參數(shù)的變化，針對這一問題采用了多模型的信道估計方法。由于每一種模型都不是任何意義下的最優(yōu)，鑒于此，構建適合不同信道環(huán)境的信道估計模型集，結合模型集建立對應的自適應信道估計器，根據(jù)多模型的切換策略，從模型集中選擇最適合當時信道環(huán)境的模型，以達到最優(yōu)的信道估計輸出。然后分別在移動臺速度恒定及移動臺速度變化兩種情況下進行了實驗仿真，結果表明，在這兩種情況下，多模型信道估計方法都表現(xiàn)出估計性能的優(yōu)越性，能夠很好的解決單一信道估計模型不能有效跟蹤信道參數(shù)復雜變化的難題。 關鍵詞 ： OFDM 信道 無線 傳感 器 網(wǎng)絡 目 錄 第 1章 緒論 ................................................................................................................................. 4 第 2章 系統(tǒng)模型描述 ....................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 信號模型 ........................................................................................................................ 7 信道 模型 .......................................................................................................................10 第 3章 迭代信道估計算法 ...........................................................................................................10 迭代算法描述 ................................................................................................................10 導頻結構 .......................................................................................................................11 算法選擇 .......................................................................................................................12 MAP迭代譯碼算法 ................................................................................................12 自適應信道跟蹤與估計 ........................................................................................13 卡爾曼濾波迭代譯碼算法 ....................................................................................15 第 4章 仿真結 果分析 ..................................................................................................................18 仿真參數(shù) .......................................................................................................................18 仿真結果 .......................................................................................................................18 算法復雜度分析 .............................................................................................................19 結束語 .........................................................................................................................................20 參考文獻 .....................................................................................................................................21 答謝辭 .........................................................................................................................................22 快速 OFDM信道估計的判決迭代方法 第 1章 緒論 無線通信系統(tǒng)的信息傳遞是利用電磁波來實現(xiàn)的，而電磁波的直射、反射、散射和繞射等傳播過程所形成的無線信道，使得接收信號與發(fā)送信號相比發(fā)生了復雜變化。通過分析電磁波的傳播，可知無 線信道具有多徑衰落和時變特性，對傳遞的調(diào)制信號在時域和頻域均會產(chǎn)生選擇性衰落。要想從接收信號中解調(diào)獲得發(fā)送數(shù)據(jù)，必須獲知無線信道的狀態(tài)信息（ CSI），因此對無線信道進行合理的建模和準確的估計是無線通信的關鍵問題之一。 根據(jù)無線通信環(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。 針對信道參數(shù)變化緩慢的情景，經(jīng)深入研究現(xiàn)有的塊獨立信道估計方案，發(fā)現(xiàn)因估計數(shù)據(jù)塊間在信道估計過程中缺乏關聯(lián)性，導致數(shù)據(jù)塊的邊緣產(chǎn)生較大的信道估計誤差。為解決這一問題，提出了兩種改 進的信道估計方案：子數(shù)據(jù)塊借用估計方案和數(shù)據(jù)塊滾動前移估計方案。實驗仿真驗證，兩種改進方案在一定程度上提高了估計數(shù)據(jù)塊間的相關性，改善了數(shù)據(jù)塊邊緣估計性能。由于信道參數(shù)變化緩慢，故可以適當減少插入導頻序列的個數(shù)，然后又對其進行了實驗仿真，結果表明，改進信道估計方案的估計性能優(yōu)越性體現(xiàn)的更加明顯。 信號進行限幅濾波后，會帶來非線性干擾，并引入帶外輻射。針對限幅濾波造成的系統(tǒng)性能下降問題， Kim 等人首先提出了通過判決輔助重建 (DAR)算法 _6]在接收端重建原始信號，降低非線性失真的影響，文獻 [7]提出通過 迭代方法估計并消除非線性失真。上述文獻均假設具有理想的信道估計，然而受限幅濾波影響，系統(tǒng)無法準確的估計信道狀態(tài)信息 (CSI)。文獻 E8]提出了基于 EM一迭代的聯(lián)合信道估計和信號檢測算法，并推導了已知非線性失真信息的 LS信道估計均方誤差的下限。文獻 [9— 11]針對不同的功率放大器非線性失真模型，提出了一種迭代估計非線性失真的算法，并據(jù)此獲取更為精確的信道估計。以上所述算法均采用判決反饋方式獲取初始信道估計。文獻 [12]研究了梳狀導頻分布系統(tǒng)中信號預畸變對 LS 信道估計性能的影響，但沒有提出抵抗該影響的信道估計方 法。文獻 [13]研究了梳狀導頻系統(tǒng)的理論信道估計增益，并提出了基于信號重建的信道估計算法。與基于非線性失真消除的估計算法相比，該算法更易受到判決錯誤的影響。 本文針對梳狀導頻系統(tǒng)的特點，提出了新的基于限幅導頻序列的信道估計方法和基于非線性失真消除的信號檢