【正文】 噪聲分量均值為零，其協(xié)方差矩陣為： (322)分別為噪聲方差和導(dǎo)頻信號功率，是K階單位矩陣。化簡后得到： (31)其中是頻率方向上的最小間隔，是最大時延擴展，是歸一化的子載波間隔。 OFDM信道特性一般地，研究無線通信系統(tǒng)的信道特性時，通常是基于收發(fā)信機之間否存在視距分量。對于現(xiàn)代通信系統(tǒng)，信道在時域存在時間選擇性衰落特性，在頻域存在頻率選擇性衰落特性，而系統(tǒng)又必須適應(yīng)突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此，信道估計仍是目前學(xué)術(shù)界較難攻克的難題之一。在下行鏈路中，基站通過廣播控制信道(BCCH)向各移動臺發(fā)送同步信號；在上行鏈路中，為保證各信道的正交性，到達(dá)基站的各移動臺信號也必須保持同步。用循環(huán)前綴來填充保護間隔，只要保護間隔長度大于信道的最大時延擴展，信道便仍然正交，這樣便可進(jìn)一步降低ISI和ICI的影響。與單載波系統(tǒng)相比，多載波系統(tǒng)具有的明顯優(yōu)勢是，能夠很好地對抗頻率選擇性衰落。對于OFDM系統(tǒng)，信道估計的任務(wù)就是，根據(jù)接收到的已失真的、疊加了AWGN的信息序列來準(zhǔn)確估計出信道的頻域傳輸特性，換句話說，就是估計OFDM各正交子信道的頻率響應(yīng)值。畢業(yè)設(shè)計論文基于OFDM技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的信道估計的研究畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。因此，為使接收端獲得與發(fā)送端完全同頻同相的載波信息，必須對信道進(jìn)行估計,以對抗碼間干擾和多徑衰落。 單載波通信原理框圖多載波通信的基本思想是：在頻域上將信道劃分成M個相互獨立的子信道，這樣每個子信道的頻譜特性都具有平坦或準(zhǔn)平坦衰落特性，然后使用這些子信道傳輸信號并在接收機中予以合并，以實現(xiàn)信號的頻率分集Error! Reference source not found.。DFT/IDFT可用FFT/IFFT代替，降低算法復(fù)雜度，提高計算效率，且可在同一硬件電路中實現(xiàn)。在通信過程中，同步一般分為捕獲和跟蹤兩個階段。為了提高通信的抗干擾性能，必須對發(fā)射機和接收機之間的無線信道進(jìn)行估計，以滿足信號的無失真?zhèn)鬏?。通過信道估計算法，可以得到發(fā)送端與接收端無線信道的沖激響應(yīng)，使信道誤差最小化，最大程度保證原始信息無失真?zhèn)鬏?。轉(zhuǎn)化為公式即為：。 線性最小均方誤差(LMMSE)算法LMMSE信道估計Error! Reference source not ，它的核心思想在于對LS估計進(jìn)行奇異值分解，在不降低估計器性能的條件下降低算法復(fù)雜度，并抑制AWGN和ICI，但是它也有缺點，就是需要知道每條子路徑功率的先驗信息，并利用此信息來構(gòu)造自相關(guān)矩陣。相同信噪比下，子載波數(shù)增加，各算法的誤碼率相應(yīng)增加；，相同信噪比下，子載波數(shù)增加，各算法的均方誤差均也有所增加。5 結(jié)論與展望答 謝部分程序：clc。%加入復(fù)高斯白噪聲noise=zero(n1,5)。for i=1:N Hmmse(i,i)=H_mmse(i)。n1=n1*。 end end for k=1:N if(I(k)~=d(k)) error_count_dft=error_count_dft+1。)。title(39。)。)。grid on。 end end for k=1:N if (I(k)~=d(k)) error_count_ls=error_count_ls+1。 else d(i)=1。Rgy=Rgg * F39。%信道向量H=fft(G)。由圖可得，當(dāng)SNR均為6dB時。對于高速傳輸系統(tǒng)，LS估計器已不適用。在實際應(yīng)用中，信道的沖激響應(yīng)之間的關(guān)系為： (314)因此LS估計的均方誤差(Mean Square Error,MSE)為： (315)其中為高斯白噪聲平均功率。但無論采取何種方式，插入導(dǎo)頻的間隔必須滿足Naiquist抽樣定理。其優(yōu)勢不如導(dǎo)頻輔助信道估計，但彌補了盲信道估計的不足。也正因為信號的高速傳輸，要使接收端信號的誤碼率降低，必須對信道的傳輸特性進(jìn)行估計。OFDM系統(tǒng)要求各信道之間嚴(yán)格正交，系統(tǒng)的定時同步精度非常高，對于快衰落環(huán)境引起的頻偏，高精度定時同步算法發(fā)雜，且較難實現(xiàn)。由于OFDM是多載波方案，只要滿足各載波相互正交即可。第一代蜂窩移動通信(1G)與第二代蜂窩移動通信(2G)主要采用這種系統(tǒng)，因為1G和2G的數(shù)據(jù)傳輸速率不高，通過合適的均衡算法便能夠很好地解決多徑衰落引起的符號間干擾(ISI)。例如1999年到2002年期間，清華大學(xué)成功研發(fā)出DMBT數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)；歐共體研發(fā)的數(shù)字視頻地面廣播 (DVBT)Error! Reference source not found.。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 目 錄1緒論 1 研究內(nèi)容及背景意義 1 本論文所做的主要工作 22 OFDM系統(tǒng)簡介 3 單載波通信與多載波通信 3 OFDM基本原理 5 OFDM的優(yōu)缺點 6 OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 73 OFDM信道估計及其性能仿真 9 信道估計概述 9 信道估計的目的 10 OFDM信道特性 10 信道估計方法 13 插入導(dǎo)頻法信道估計 13 最小平方(LS)算法 14 最小均方誤差估計(MMSE) 16 線性最小均方誤差(LMMSE)算法 18 基于DFT變換的信道估計 19 204 改進(jìn)的DFT算法及其性能仿真 23 算法簡介 23 性能仿真 245 結(jié)論與展望 30參考文獻(xiàn) 31答 謝 321 緒論 研究內(nèi)容及背景意義近30年來，移動通信領(lǐng)域經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字，窄帶到寬帶，低數(shù)據(jù)傳輸速率到高數(shù)據(jù)傳輸速率的演變。第二章簡要介紹了快衰落信道下OFDM系統(tǒng)組成原理，包括串/并轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)調(diào)制，離散傅里葉變換，循環(huán)前綴等內(nèi)容，然后介紹了OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點及關(guān)鍵技術(shù)。其中M代表子載波數(shù)，為正交頻分復(fù)用碼元周期。OFDM技術(shù)的優(yōu)點主要有：(1)由于DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM系統(tǒng)中各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過快速傅里葉變換(FFT)和逆變換(IFFT)來實現(xiàn)，從而大大降低了算法復(fù)雜度，且信息的實時處理更快更可靠。信道編碼通常采用卷積嗎，編碼效率,以對抗快衰落信道中的隨機錯誤；對于突發(fā)差錯，一般采用交織深度為20的交織編碼。該估計優(yōu)點是算法復(fù)雜度不高，估計性能優(yōu)良。表31 OFDM信道參數(shù)信道模型CM1CM2CM3CM410dB多徑數(shù)總能量85%多徑數(shù)平均附加時延信道能量平均值/dB4554延擴展/ns671423信道能量標(biāo)準(zhǔn)差/dB其中參數(shù)的含義如下：指簇到達(dá)速率，指簇功率衰減因子，指簇與簇內(nèi)多徑幅度在對數(shù)正態(tài)分布下標(biāo)準(zhǔn)差，指多徑功率衰減因子。該估計由于算法復(fù)雜度較低，估計性能優(yōu)良而被廣泛采用。基于DFT的信道估計算法的基本思想是：先對信號進(jìn)行LS估計，然后將頻域經(jīng)快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換到時域，使信道能量集中在相對較少的采樣點上，之后進(jìn)行補零操作來降低AWGN對信號的影響，最后經(jīng)快