【正文】 也可以在頻域進(jìn)行。 SV模型中四種信道的頻率響應(yīng)，一般快衰落信道的多徑時(shí)延都會(huì)超過(guò)50ns，對(duì)于CM4這種特殊環(huán)境下的快衰落信道，其多徑時(shí)延甚至超過(guò)了220ns，由此可見(jiàn)CM4信道對(duì)信號(hào)的深衰落程度。表31給出了四種信道模型的參數(shù)對(duì)比情況。 信道估計(jì)的目的信道估計(jì)是進(jìn)行同步檢波與均衡的基礎(chǔ)。對(duì)導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)和盲信道估計(jì)進(jìn)行折中處理，便得到半盲信道估計(jì)。(2)盲信道估計(jì)。常用的信道估計(jì)算法分類如下Error! Reference source not found.：(1)基于導(dǎo)頻信息的信道估計(jì)。無(wú)線通信系統(tǒng)受周圍環(huán)境的影響較大，建筑物，河流，山脈，森林等對(duì)電磁波的吸收較強(qiáng)，加之反射與衍射、多徑衰落對(duì)信號(hào)的影響，到達(dá)接收端的信號(hào)，幅值和相位可能發(fā)生畸變，難以進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)以上的介紹可以得出，OFDM系統(tǒng)在高速傳輸系統(tǒng)中具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。降低峰值平均功率比(PAPR)在時(shí)域中，正交頻分復(fù)用信號(hào)是N路子載波信號(hào)的疊加。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)考慮以上兩個(gè)問(wèn)題，因?yàn)楣烙?jì)器性能優(yōu)良與否與導(dǎo)頻圖案的排列方式息息相關(guān)。頻分多址，時(shí)分多址，碼分多址等在配合正交頻分復(fù)用技術(shù)使用時(shí)，更應(yīng)注意對(duì)定時(shí)同步與頻偏的控制。(2)對(duì)頻率偏移敏感。(3)通過(guò)編碼技術(shù)可以解決系統(tǒng)的隨機(jī)錯(cuò)誤，交織技術(shù)可解決突發(fā)錯(cuò)誤，OFDM系統(tǒng)通過(guò)編碼與交織，能很好地提高系統(tǒng)的誤碼性能。在接收端，采取相反的措施，理論上便可完全恢復(fù)出原始信號(hào)。串/并轉(zhuǎn)換主要是將串行傳輸?shù)母咚贁?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行傳輸?shù)亩嗦返退僮訑?shù)據(jù)流，從而延長(zhǎng)符號(hào)周期，將快衰落信道轉(zhuǎn)換成平坦衰落信道，減小符號(hào)間干擾。的實(shí)部和虛部分別和OFDM符號(hào)的同相(Inphase)和正交(Quadraturephase)分量相對(duì)應(yīng)，在實(shí)際應(yīng)用中可分別用cos和sin代替，這樣便構(gòu)成了合成的正交頻分復(fù)用信號(hào)。表21 單載波和多載波系統(tǒng)參數(shù)比較 傳輸方式系統(tǒng)參數(shù)單載波多載波符號(hào)時(shí)間速率總頻帶寬度ISI敏感度敏感較不敏感 OFDM基本原理OFDM屬于多載波調(diào)制方案之一，它的基本原理是：將高速傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成若干個(gè)并行傳輸?shù)牡退僮訑?shù)據(jù)流，然后用這些子數(shù)據(jù)流去調(diào)制相互正交的子載波，從而構(gòu)成多個(gè)低速比特流并行傳輸?shù)南到y(tǒng)Error! Reference source not found.。 多載波調(diào)制原理方框圖單載波與多載波存著在諸多不同的系統(tǒng)參數(shù)，如符號(hào)時(shí)間，總頻帶寬度等。因此，人們必須提出更好的通信系統(tǒng)模型，來(lái)適應(yīng)高速數(shù)據(jù)通信，多載波通信技術(shù)便是在這種背景下受到人們重視的。其中是匹配濾波器，用以濾除帶外噪聲。首先簡(jiǎn)要介紹了信道估計(jì)的分類和目的；然后介紹了快衰落下的四種信道模型，并對(duì)四種模型的沖擊響應(yīng)進(jìn)行了仿真，以觀察各信道的時(shí)延擴(kuò)展，并為后面估計(jì)算法的性能仿真做準(zhǔn)備；之后重點(diǎn)分析了基于LS算法、MMSE算法、LMMSE算法以及基于DFT算法的信道估計(jì)原理，進(jìn)行了大量公式推導(dǎo)，并總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)；最后在不同信道環(huán)境，不同子載波數(shù)下用MATLAB對(duì)各算法的誤碼率和均方誤差進(jìn)行了仿真，總結(jié)各算法估計(jì)性能。 本論文所做的主要工作本文基于OFDM系統(tǒng)原理，以O(shè)FDM信道估計(jì)算法為研究對(duì)象，對(duì)比分析了快衰落環(huán)境下各種估計(jì)算法的誤碼率和均方誤差，隨后提出一種估計(jì)性能優(yōu)良的改進(jìn)算法，并仿真了改進(jìn)算法在抵抗碼間干擾、多徑衰落的優(yōu)越性。解調(diào)一般分為非相干解調(diào)和相干解調(diào)兩大類，非相干解調(diào)適用于低速傳輸?shù)南到y(tǒng)，對(duì)于多進(jìn)制調(diào)制的高速傳輸系統(tǒng)，大多數(shù)采用相干解調(diào)技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，OFDM技術(shù)已成功應(yīng)用到數(shù)字音頻廣播(DAB),數(shù)字視頻廣播(DVB)，高清電視(HDTV)，視頻點(diǎn)播(VOD)，無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)等通信領(lǐng)域。OFDM技術(shù)的提出可以追溯到上世紀(jì)60年代，但由于當(dāng)時(shí)大規(guī)模集成電路的限制，OFDM并未得到重視。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。第一代(1G:AMPS、TACS)和第二代(2G:GSM、IS95CDMA)移動(dòng)通信只能提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)或部分低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，高清視頻點(diǎn)播等超寬帶，高數(shù)據(jù)傳輸速率業(yè)務(wù)，人們相繼提出第三代(3G:CDMA2000、WCDMA、TDSCDMA)和第四代(4G：LTE TDD、LTE FDD)移動(dòng)通信，而其中的關(guān)鍵技術(shù)之一——正交頻分復(fù)用(OFDM)成為研究熱點(diǎn)。加之高速DSP技術(shù)，自適應(yīng)技術(shù)，軟件無(wú)線電技術(shù)的日益成熟，如何將OFDM技術(shù)應(yīng)用到無(wú)線通信系統(tǒng)，成為人們亟待解決的問(wèn)題。為了更好地適應(yīng)信道傳輸，發(fā)送端通常采用調(diào)制技術(shù)；相應(yīng)地，接收端要獲得原始信息，必須對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。因此，研究信道估計(jì)技術(shù)意義重大Error! Reference source not found.。第三章是本文的重點(diǎn)。2 OFDM系統(tǒng)簡(jiǎn)介 單載波通信與多載波通信單載波通信系統(tǒng)就是用信息調(diào)制單一載波，接收端采用與發(fā)射端相同的載波進(jìn)行解調(diào)的通信系統(tǒng)。另外，當(dāng)信道的相關(guān)帶寬小于信號(hào)帶寬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生頻率選擇性衰落現(xiàn)象，導(dǎo)致通信的可靠性降低。當(dāng)M很大時(shí)，每個(gè)子信道都可看做是無(wú)ISI的子信道，在接收端，可以采用低復(fù)雜度的信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)無(wú)ISI的信息傳輸。這里假設(shè)OFDM系統(tǒng)的保護(hù)帶寬。 (21)其中，M為子載波數(shù)，為OFDM碼元周期，是第個(gè)子信道的數(shù)據(jù)流，是OFDM符號(hào)開(kāi)始的時(shí)刻。其中，上半部分是OFDM的發(fā)送端，下半部分是OFDM的接收端，中間的信道是典型的瑞利衰落信道，信道中的噪聲是AWGN。載波調(diào)制是為了使信號(hào)適合信道傳輸。(2)現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)一般存在非對(duì)稱性，OFDM系統(tǒng)可通過(guò)調(diào)制不同的子載波來(lái)獲得相應(yīng)的信息傳輸速率，從而滿足現(xiàn)代通信的需求。高峰均比信號(hào)通過(guò)功率放大器時(shí)，為防止信號(hào)畸變，功放必須具有較大的線性范圍，這將降低功率放大器的工作效率。時(shí)域與頻域同步技術(shù)前文提到，OFDM系統(tǒng)對(duì)定時(shí)同步有很高的精度要求，且易受頻偏影響。信道估計(jì)在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，信道估計(jì)器的設(shè)計(jì)主要考慮以下兩方面的因素：一是算法簡(jiǎn)單、硬件實(shí)現(xiàn)容易且估計(jì)性能優(yōu)良的估計(jì)器的設(shè)計(jì)；二是導(dǎo)頻圖案的選擇，無(wú)線信道一般是多徑衰落信道，為提高通信可靠性，需要不斷地發(fā)送導(dǎo)頻信息來(lái)跟蹤無(wú)線信道。信道編碼與交織編碼結(jié)合使用，使得通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)能力，從而提高了通信系統(tǒng)的可靠性。因此，人們提出諸如限幅類技術(shù)，編碼類技術(shù)和概率類技術(shù)來(lái)降低PAPRError! Reference source not found.。3 OFDM信道估計(jì)及其性能仿真 信道估計(jì)概述所謂信道估計(jì)，就是描述物理信道對(duì)輸入信號(hào)的影響而進(jìn)行定性研究的過(guò)程，換句話說(shuō)，信道估計(jì)就是估計(jì)發(fā)送天線到接收天線之間的無(wú)線信道的頻率響應(yīng)Error! Reference source not found.。一般地，信道估計(jì)算法要使誤碼率最低，均方誤差最小，且算法復(fù)雜度不要太高，因此，信道估計(jì)器結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)重要。但是由于引入了輔助信息，浪費(fèi)了帶寬，降低了頻譜利用率。(3)半盲信道估計(jì)。在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，一般情況下都采用此類信道估計(jì)算法。OFDM系統(tǒng)也不例外，主要研究Saleh和Valenzuela提出的以下四種信道特性Error! Reference source not found.：CM1信道：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離在4m以內(nèi)，在視距范圍內(nèi)；CM2信道：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離在4m以內(nèi)，不在視距范圍內(nèi)；CM3信道：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離在4～10m，不在視距范圍內(nèi)；CM4信道：發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離在4～10m，不在視距范圍內(nèi)，代