【正文】 FDM 符號的時間內(nèi)，信道被認(rèn)識是基本不變的，因此 與 無關(guān)。 FFT 是 DFT 算法的一種快速算法，由于其運算速度快，而且容易實現(xiàn)，在實際應(yīng)用的 OFDM 系統(tǒng)中，大部分是采用 IFFT 和 FFT 來進行調(diào)制解調(diào)。信息數(shù)據(jù)調(diào)制編碼串并轉(zhuǎn)換加入導(dǎo)頻IFFT 插入CP衰落信道并串轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換去除CPFFT信道估計并串轉(zhuǎn)換解調(diào)解碼接收序列X(K) x(n)y(n) Y(K) 圖 OFDM 信號的頻譜 DFT 模塊 OFDM 系統(tǒng)為了降低了復(fù)雜度，利用離散傅里葉逆變換（IDFT ）進行調(diào)制，為了簡便，將式（）中的 ，對信號 進行抽樣，其抽樣速率為 。由圖可見這若干個子載波雖然互相重疊，但是在調(diào)制OFDM 符號的過程中，通過計算各個子載波頻譜的峰值，每個子信道符號就可以忽略其他子信道的干擾，從多個相互重疊的子信道符號頻譜中提取。exp(2)tTssijt????從時域角度分析完正交性后，再從頻域角度來分析。OFDM 符號周期長度用 來表T示，子載波的總數(shù)用 來表示，此時用 表示，第 個子載波的載波N(0,12)idN??? i頻率用 表示，其中 ，矩形函數(shù) ，則從 開始的if /isTf??,|/2rectT?st?OFDM 符號可以表示為：（）??10Re(/2)xp[()]()Nisissl sdrctjfttst tT????????? ????將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流平均分配到各個子載波上，可以用 QPSK、QAM 或者其他調(diào)制模式將它們映射成子載波的幅度和相位，OFDM 的輸出信號可表示為： （）10(/2)exp[()]()Nis ssl idrectTjttst tT?????????? ????式（）的虛部對應(yīng) OFDM 符號的同相分量，實部對應(yīng) OFDM 符號的正交分量。OFDM 的調(diào)制、解調(diào)方式分別是快速傅里葉逆變換（Inverse fast Fourier transform，IFFT ）和快速傅里葉變換（Fast Fourier transform，F(xiàn)FT） ，所以具有計算復(fù)雜度低的特點。第二章 無線 OFDM 系統(tǒng)分析 OFDM 基本原理正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)就是用來提高頻譜利用率和抵抗多徑衰落引起的頻率選擇性衰落的技術(shù)，該技術(shù)利用串并轉(zhuǎn)換，使得高速的發(fā)送信號數(shù)據(jù)流被分配到若干個子信道中，以低速傳輸，這就使得 OFDM 信號的符號周期大大增加，當(dāng)符號周期大于最大時延時，可以減輕由于在多徑傳播中多徑時延擴展產(chǎn)生的碼間干擾(Intersymbol Interference，ISI)。 第四章首先分析了幾種常見的插值算法，即線性插值、高斯插值、DFT 插值和三次樣條插值，然后提出三次 hermite 插值，經(jīng)過仿真實驗，相比線性插值、高斯插值和DFT 插值誤碼率較低，性能上略差于三次樣條插值，但是計算復(fù)雜度較簡單。第三章為 OFDM 系統(tǒng)的信道估計。論文組織結(jié)構(gòu)如下:第一章為介紹了 OFDM 信道估計的研究背景及意義及研究現(xiàn)狀，然后闡述和總結(jié)了現(xiàn)在 OFDM 系統(tǒng)存在的問題，并針對信道估計問題展開討論。針對線性插值、高斯插值、DFT 插值和三次樣條插值誤碼率高的問題，提出三次 hermite 插值，此算法，通過相鄰兩個導(dǎo)頻點的信道響應(yīng)和信道響應(yīng)的一階導(dǎo)數(shù)，估計兩個導(dǎo)頻點間的數(shù)據(jù)子載波的信道響應(yīng)，并且通過仿真，在大信噪比的環(huán)境下，此算法在誤碼率上有一定的優(yōu)勢，并且討論了此算法的最佳導(dǎo)頻距離。本文將針對第 2 個問題來展開研究，提出一種三次 hermite 插值算法，解決現(xiàn)有插值算法誤碼率高的問題。 信道估計技術(shù)問題，從實際應(yīng)用角度來看，盲信道估計算法復(fù)雜，對系統(tǒng)的硬件設(shè)施要求比較高，基于導(dǎo)頻插值算法雖然導(dǎo)頻符號占用了一定的帶寬，但是估計精度高，但是怎樣做到計算復(fù)雜度低，誤碼率低，成為一大難題，必須尋求一種復(fù)雜度低和誤碼率低的插值算法。為了進一步提高 OFDM 信道估計的性能提出一種新的導(dǎo)頻估計算法和插值方法。Hye Mi Park 和 Jae Hong Lee 在文獻[16] 中在時域利用卡爾曼濾波器濾波，然后分別在時域和頻域進行迭代 Wiener 濾波，從而降低誤碼率，提高系統(tǒng)的性能，以上兩種算法雖然性能較好，但是分別在時域和頻域進行插值濾波，增加了計算復(fù)雜度，對硬件的要求比較高。在文獻[14]中 Kyeong Jin Kim 和 Ronald 提出了一種迭代軟卡爾曼濾波插值，該算法利用迭代算法對信道進行估計，雖然有效地降低了系統(tǒng)的誤碼率，但是要經(jīng)過復(fù)雜的迭代運算，所以不太適合在實際生活中應(yīng)用。鄺育軍，樂光新在文獻[12]中針對低通濾波插值提出了一種變采樣插值，該算法首先將估計得到導(dǎo)頻子載波信道響應(yīng)做傅里葉逆變換，然后進行補零，重新用傅里葉變換到頻域，最后按照一定的順序循環(huán)右移得到所有數(shù)據(jù)子載波的信道響應(yīng)，雖然此算法性能較優(yōu)越，但是它嚴(yán)格要求插值倍數(shù)和子載波總數(shù)成整數(shù)倍關(guān)系，否則此算法的性能不能達到最優(yōu)。李曉晗在文獻[10] 中基于 DFT 插值，提出了一種 IDCT/DCT 算法，該算法通過把導(dǎo)頻子載波的信道響應(yīng)進行傅里葉逆變換，在時域上補零擴展序列，利用時域補零等于頻域插值的這一特性，然后經(jīng)過傅里葉變換，變換到時域，最后通過幅度和相位補償?shù)玫綌?shù)據(jù)子載波的信道響應(yīng)，此算法相對于 DFT 插值，在性能上有所提高，但是它要求必須是整數(shù)倍采樣，否則將達不到最佳性能。(3)信道估計插值算法的研究現(xiàn)狀信道估計的插值算法，通常分為兩類：第一類是一維插值算法，即利用塊狀導(dǎo)頻和梳狀導(dǎo)頻，最主要的插值方法有線性插值、高斯插值、DFT 插值和三次樣條插值，其特點是算法較簡單，但是相比二維插值誤碼率高；第二類是二維插值算法，即利用矩形導(dǎo)頻和菱形導(dǎo)頻，在時域和頻域都進行插值，最常用的有二維線性插值、二維三次樣條插值和二維 Wiener 濾波等。在文獻[6]中彭玲首先利用重疊方塊的方法，將信道的自相關(guān)矩陣分解為多個相互獨立的低階子矩陣，然后分別對這些低階子矩陣進行最優(yōu)低秩的 MMSE 信道估計，該算法補償了邊緣子載波效應(yīng)，但是相對 MMSE 算法，性能提升不大。董秀潔、王莉和王素菊在文獻[4]中對導(dǎo)頻點進行傅里葉逆變換，然后對導(dǎo)頻點的時域信道響應(yīng)的前 L 個采樣點進行置零，最后再進行傅里葉變換，此算法雖然沒有增加計算復(fù)雜度，但是在前 L 個采樣點中仍然包含無效徑響應(yīng)和噪聲產(chǎn)生的信道響應(yīng)，所以此算法去噪不徹底。隨后， 1998 年 7 月， 決定在 WLAN中應(yīng)用 OFDM 技術(shù)。隨后 80 年代，OFDM 被應(yīng)用到數(shù)字音頻廣播(DAB)的方案中，從此 OFDM 技術(shù)開始受到全世界學(xué)者的關(guān)注。OFDM 在傳輸?shù)倪^程中，由于高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流在經(jīng)過串并轉(zhuǎn)化后，變成了低速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，OFDM 的符號周期隨之變大，當(dāng)符號周期大于信道的最大時延擴展時，就能抵抗多徑傳輸引起的頻率選擇性衰落。在 OFDM 技術(shù)中，各個子載波都是相互正交和重疊的，相比頻分復(fù)用方式，由于相鄰子載波的頻譜互相重疊，這種技術(shù)大大節(jié)約了帶寬，使得頻譜利用率得到大幅度地提升。為了探索一種計算復(fù)雜度低，估計精度高的算法，研究者不斷推出各種有效的算法理論?；趯?dǎo)頻的插值作為信道估計的重要技術(shù)一直倍受關(guān)注，在實際應(yīng)用中，信道又分為慢衰落信道和快衰落信道，在慢衰落信道中，由于信道在較長的時間內(nèi)都不會改變， （假設(shè)一幀時間內(nèi)的信道都是不變的） ，因此可以采用那些時不變的信道估計算法和均衡技術(shù)，最常用的是經(jīng)典的 LS 算法、MMSE 算法和 SVD 算法。 Cubichermite interpolation algorithm目 錄摘 要 .............................................................................................................................IAbstract .......................................................................................................................II第一章 緒論 OFDM 信道估計的研究背景及意義 ..............................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀..............................................................................................1 論文存在的問題及本文工作..........................................................................4 論文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排..........................................................................5第二章 無線 OFDM 系統(tǒng)分析 OFDM 基本原理 ..............................................................................................6 OFDM 系統(tǒng)的基帶模型 ........................................................................6 DFT 模塊 ................................................................................................8 保護間隔和循環(huán)前綴.............................................................................9 OFDM 系統(tǒng)的傳輸模型 ...............................................................................11 無線信道特征.................................................................................................12 大尺度衰落...........................................................................................13 小尺度衰落...........................................................................................14 信道模型.........................................................................................................16 AWGN 信道模型 .................................................................................16 無線多徑信道模型...............................................................................16 本章小結(jié)........................................................................................................16第三章 一種基于門限判決的 LS 估計算法 OFDM 導(dǎo)頻方式 ............................................................................................18 估計算法........................................................................................................19 LS 算法 ................................................................................................20 MMSE 算法和 LMMSE 算法 ............................................................21 SVD 算法 ............................................................................................22 基于門限判決的 LS 估計算法 .....................................................................23 理論依據(jù)....................................