【正文】 頻域把信道分成許多正交的子信道，各子信道的載波保持正交，并將高速數(shù)據(jù)流串并轉(zhuǎn)換到這些正交并行子載波上 ，以較低的比特率傳送。而且隨著通信的發(fā)展，特別是無線通信業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，可利用的頻帶日趨緊張。 關(guān)鍵詞： 正交頻分復(fù)用，信道估計(jì)，最小 均方誤差，最小平方 , 奇異值分解 ABSTRACT OFDM（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing） is a modulation technology ,which is very popular in recent years, with a good application future in the field of high speed wireless munications. It splits a highrate data stream into a number of lowerrate data streams that are transmitted simultaneously over a number of subcarriers. The benefits of OFDM are resiliency to intersymbol interference, high spectral efficiency and efficient to reduce multipass interference. OFDM system uses circle prefix technology, which can avoid intersymbol interference and protect the quadraturephasing of a number of subcarriers. Meanwhile IFFT and FFT are also used in the system, which made the modulation and the demodulation simple. However, the channel transfer function varies with times in the mobile munication. In order to improve munication efficiency and quality, it is necessary to make a dynamic estimation of the current transfer function. Based on related materials, the history of the OFDM technology is presented in the paper. And the principle and implementation of Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is discussed. On the brief analysis of OFDM system, this paper introduces channel estimation via blocktype pilot arrangement guided frequency in OFDM system. The mostly elements of this II technology are as follow: in the sending end, insert Pilot Signals into the data in certain intervals. In the receiving end, take the Pilot Signals out of the data and obtain the estimate of the channel transfer function. In this paper, there channel estimation methods（ MMSE、 LS、 SVD） for OFDM are introduced, their performance are analyzed and pared by simulation. In the end, we can see the performance of MMSE estimator is the best, and the performance of LS estimator is the worst, while for the plexity of the three channel estimator methods, the condition is reverse paring with the condition of the performance. Key Words: Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM),Channel estimation, Minimum meansquare error(MMSE)， Leastsquare(LS)， Singular value deposition(SVD) III 前 言 ........................................................... 1 第一章 移動(dòng)通信系統(tǒng)及 OFDM 技術(shù)概述 ............................ 3 移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史 ................................... 3 OFDM 技術(shù)發(fā)展史 ........................................ 4 OFDM 技術(shù)原理描述 ...................................... 6 第二章 OFDM 系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)技術(shù) ...................... 9 常見的三種導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) ...................................... 9 塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) ...................................... 10 梳狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) ...................................... 11 正方形分布的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu) .............................. 12 OFDM 系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻信道估計(jì)技術(shù)的基本原理 ............. 13 基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)的 OFDM 系統(tǒng)模型 ................. 13 OFDM 系統(tǒng)的基本原理 ............................. 13 信道傳遞函數(shù) ...................................... 16 第三章 基于塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的信道估計(jì)算法 .......................... 17 基于塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的信道估計(jì)概述 ......................... 17 三種基于塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的信道估計(jì)算法 ..................... 17 MMSE 估計(jì) ....................................... 18 LS 估計(jì) ........................................... 19 SVD 估計(jì) .......................................... 20 第四章 仿真及結(jié)果 .............................................. 23 IV 仿真系統(tǒng)描述 ............................................ 23 仿真條件及信道模型 ................................ 23 仿真流程圖 ........................................ 26 仿真結(jié)果及分析 .......................................... 28 第五章 總 結(jié) ................................................... 32 致 謝 .......................................................... 34 參考文獻(xiàn) ....................................................... 35 附錄 仿真源程序 ............................................... 36 1 1 前 言 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，如何高速和可靠的傳輸信息是一個(gè)很重要的內(nèi)容。通過 MATLAB 軟件進(jìn)行仿真，對(duì)三種 2 信道估計(jì)方法及他們的特點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。這種技術(shù)的基本原理是在系統(tǒng)的發(fā)射端每隔一定的時(shí)間插入導(dǎo)頻信號(hào)，在接收端從接收到的數(shù)據(jù)流中提取導(dǎo)頻信號(hào)，并以此來估計(jì)此時(shí)段內(nèi)的信道特性。然而 在移動(dòng)通信中信道的特性是隨時(shí)間變化的，為了提高通信效率和通信質(zhì)量，有必要對(duì)信道的當(dāng)前特性進(jìn)行估計(jì)。 在 OFDM 系統(tǒng)中，采用循環(huán)前綴（ CP， Cyclic Prefix）技術(shù)，從而消除了碼間干擾（ ISI， InterSymbol Interference），保護(hù)了各子載波間的正交關(guān)系。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 OFDM 系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)算法的性能分析 電信學(xué) 院 信息工程 系 信息 012 班 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)所在單位 電信學(xué)院信通所 二 00 四年六月 1 摘 要 正交頻分復(fù)用 OFDM（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù) ,是近年來受到人們廣泛關(guān)注的一種調(diào)制技術(shù) , 在高速無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。它將高速的數(shù)據(jù)流分解成許多低速率子數(shù)據(jù)流，利用相互正交且重疊的多個(gè)子載波同時(shí)傳播，它的主要優(yōu)點(diǎn)是抗符號(hào)間干擾能力強(qiáng)，頻帶利用率高，能有效地對(duì)抗多徑衰落。同時(shí)采用 IFFT（ Inverse Fast Fourier Transform）和 FFT（ Fast Fourier Transform）方法使各個(gè)子信道的調(diào)制和解調(diào)變得非常容易。 文章在分析和總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，介紹正交頻分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展歷史，討論了正交頻分復(fù)用技術(shù)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，并在對(duì) OFDM 系統(tǒng)簡(jiǎn)要分析的基礎(chǔ)上，介紹了 OFDM 系統(tǒng)中基于塊狀分布的導(dǎo)頻信號(hào)的信道估計(jì)技術(shù)。 本文探討了 OFDM 系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)的三種常用方法 ——MMSE 估計(jì)、 LS 估計(jì)、 SVD 估計(jì)。最后我們可以看出 MMSE估計(jì)的性能要遠(yuǎn)好于 LS 估計(jì)，但其復(fù)雜度較高， SVD 估計(jì)的性能及運(yùn)算復(fù)雜度皆介于前兩者之間。目前，數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦碚摵蛯?shí)踐已經(jīng)取得很大的進(jìn)展，但這些進(jìn)展并不適應(yīng)于更廣泛的信道以獲取更高的傳輸性能。除了開發(fā)新的頻譜資源外，采用新的高效抗干擾調(diào)制技術(shù)，提高頻帶的利用率一直是人們關(guān)心的話題，OFDM 技術(shù)的出現(xiàn) 則為這些問題的解決開辟了一條新的路徑。它適用于在多徑和頻率選擇性信道環(huán)境下的高速數(shù)據(jù)傳輸。 OFDM 的相干解調(diào)需要對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)和跟蹤，一般可采用插入導(dǎo)頻的 數(shù)據(jù)輔助估計(jì)法或基于高 階統(tǒng)計(jì)量的盲估計(jì)法 ?；?塊狀 導(dǎo)頻 結(jié)構(gòu) 的信道估計(jì)是指在發(fā)送信號(hào)中 每隔一定的時(shí)間插入導(dǎo)頻信號(hào)（收方確知的信 2 號(hào)）， 且導(dǎo)頻信號(hào)占用所有的子載波， 收方通過對(duì) 導(dǎo)頻信號(hào)的處理進(jìn)行信道估計(jì)。針對(duì) OFDM 傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)，我們?cè)噲D利用不同的估計(jì)準(zhǔn)則和理論來處理其中的信道估計(jì)問題。隨著 DSP 芯片技術(shù)的發(fā)展 ， 格柵編碼技術(shù)、軟判決技術(shù)、信道自適應(yīng)技術(shù)及信道估計(jì)技術(shù)等成熟技術(shù)的應(yīng)用， OFDM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和完善指日可待。 3 第一章 移動(dòng)通信系統(tǒng) 及 OFDM 技術(shù) 概述 移動(dòng)通信系統(tǒng) 的 發(fā)展歷史 移動(dòng)通信系統(tǒng)是指雙方或至少其中一方在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中進(jìn)行信息傳遞的通信方式，它不受時(shí)間和空間的限制 ， 交流信息機(jī)動(dòng)靈活，迅速可靠，是實(shí)現(xiàn)通信理想目標(biāo)的重要手段。 同時(shí)，由于集成電路、計(jì)算機(jī)和軟件工程的迅速發(fā)展為移動(dòng)通信的發(fā)展提供了技術(shù)支持 。 縱觀移動(dòng)通信的發(fā)展過程，現(xiàn)代移動(dòng)通信經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一代系統(tǒng)頻譜利用率低，通信容量小，保密性差，設(shè)備復(fù)雜，不能提供非話業(yè)務(wù)。從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始，數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，先后出現(xiàn)了歐洲的全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM)、美國(guó)的窄帶碼分多址（ CDMA）蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)等，這些目前正在