OFDM系统的信道估计技术讨论

TDS-OFDM系统信道估计算法研究及逻辑实现

目录

第一章绪论 (1)

1.1 TDS-OFDM研究背景 (1)

1.2 论文研究意义和内容安排 (4)

第二章T DS-OFDM传输技术 (6)

2.1 OFDM简介 (6)

2.2 OFDM信号传输模型 (7)

2.3 TDS-OFDM在DTMB系统的应用 (8)

2.3.1 DTMB系统结构 (8)

2.3.2 帧结构 (10)

第三章T DS-OFDM信道估计算法 (12)

3.1 TDS-OFDM信道估计算法基础 (12)

3.1.1 多径对帧头PN序列的影响 (12)

3.1.2 OFDM系统中的能量泄漏现象 (13)

3.2 基于循环相关的信道估计算法 (15)

3.3 基于滑动相关的信道估计算法 (17)

3.3.1干扰成分分析 (17)

3.3.2 迭代门限检测与帧体循环恢复 (19)

3.4 频域PN变换法 (22)

3.5 TDS-OFDM对抗长时延的技术 (24)

3.5.1 避免ISI干扰的信道估计 (24)

3.5.2 以帧头为中心的迭代算法 (25)

3.5.3 以帧体为中心的迭代算法 (28)

3.6 本文对信道估计算法的改进 (28)

III

3.6.1 检测小功率多径的改进算法 (28)

3.6.2 ISI消除的改进算法 (32)

第四章信道估计的逻辑设计 (37) 4.1 信道估计的整体结构 (37)

4.2 内部子模块的设计 (38)

4.2.1 存储器子模块 (38)

4.2.2 CE_CTRL子模块 (40)

4.2.3 CE_COARSE子模块 (41)

4.2.4 CE_FINE子模块 (44)

4.2.5 CE_FORM_CIR子模块 (45)

第五章仿真验证与逻辑综合 (47)

5.1 ESL设计与验证方法简介 (47)

5.2 仿真验证的结果 (51)

5.3 逻辑综合结果 (54)

第六章总结 (56)

基于OFDM技术的无线通信系统的信道估计的研究

目 录

1绪论 ...................................................................................................................... 1

1.1 研究内容及背景意义 ............................................................................. 1

1.2 本论文所做的主要工作 ......................................................................... 2

2 OFDM系统简介 ................................................................................................. 3

2.1 单载波通信与多载波通信 ..................................................................... 3

2.2 OFDM基本原理 ...................................................................................... 5

2.3 OFDM的优缺点 ...................................................................................... 6

2.4 OFDM系统的关键技术 .......................................................................... 7

西安电子科技大学

硕士学位论文

基于OFDM系统的信道估计算法研究

姓名：王东

申请学位级别：硕士

专业：通信与信息系统

指导教师：栾英姿

20080101摘要

在未来的宽带无线通信系统中，存在两个最严峻的挑战：多径衰落信道和带

宽效率。正交频分复用（０ｎｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｊｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＯＦＤＭ）通过将频率选择性衰落信道在频域内转变成平坦信道，从而减少了多径衰落的影响。在

移动无线通信中，由于能提供高速率和高质量的通信服务，ＯＦＤＭ技术成为当前国际上的研究热点。０ＦＤＭ技术因其具有频带利用率高和抗多径能力强等优点，近年来在无线音频广播，无线视频广播，无线局域网等各方面得到广泛的应用。

文中首先介绍了ＯＦＤＭ的原理和性能特点，包括ＯＦＤＭ系统的基于离散傅立叶变换（ＤＦｎ的调制方法的实现和ＯＦＤＭ系统的基本体系结构，以及０ＦＤＭ系统对抗

多径衰落的机制。文中分析了无线传输信道的特性，研究了各种信道模型。本文主要研究ＯＦＤＭ系统中的信道估计技术。信道估计方法大致可分为基于导

频的信道估计和盲信道估计。文中研究了Ｌｓ、ＭＭｓＥ、它们的简化算法ｓＶＤ算法和采用插值的基于导频的信道估计方法，介绍了基于ＭＭＳＥ维纳滤波算法。对各

种常用的信道估计方法进行了分析和性能比较。提出了一种能够适应快时变信道

特点的混合算法，并对其进行仿真分析，结果显示这种算法有较好的抗时延扩展

和多普勒频移性能。

本文的结构如下：第一章：介绍了论文的研究背景以及无线０ＦＤＭ系统中信道估计技术的研究现

状，并对论文主要内容的组织形式进行了简要的介绍。第二章：对０ＦＤＭ的基本原理与模型了进行介绍，主要包括ＦＦｒ在ＯＦＤＭ系统

中的应用，ＯＦＤＭ系统的正交性原理，同步技术，保护间隔和循环前缀，信道估计

技术，以及峰值平均功率比（ＰＡＪＰＲ）问题等。

第三章：首先介绍了理想信道，而后介绍了无线信道的特点，这是进行信道估计的理论根据。最后介绍了几种无线信道中的模型。

科技信息　ｏ　ＩＴ论坛ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１０年第９期　

ＯＦＤＭ系统的信道估计算法分析　

李存永　（河南经贸职业学院河南郑州４５００５３）　

【摘要】ＯＦＤＭ系统以其有效的对抗多径衰落的特性以及较高的频谱资源利用率受到广泛的关注。但ＯＦＤＭ还有许多关键技术有待解　决。相对于单载波调制来说，ＯＦＤＭ对载波频偏更敏感，很小的载波频偏都将导致解调性能的急剧下降。本文在ＯＦＤＭ系统模型下研究了　ＯＦＤＭ系统中的三种信道估计算法：基于训练序列的信道估计算法、基于Ｄｅｃｉｓｉｏｎ—Ｄｉｒｅｃｔｅｄ思想的信道估计算法和基于导频的信道估计算　法。并对这三类算法的性能进行了较详细的分析和比较。　【关键词】ＯＦＤＭ；信道估计　Ｔｈｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＯＦＤＭ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＬＩ　Ｃｕｎ—ｙｏｎｇ　（Ｈｅｎａｎ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　ａｎｄ　Ｔｒａｄｅ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｈｅｎａｎ，４５００５３）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂｅｉｎｇ　ｐａｉｄ　ｔｏ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔ　ａｎｔｉ－ｆａｄｉｎｇ　ｆｅａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｂｕｔ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｔｉｌｌ　ａ　ｌｏｔ　ｂｅｉｎｇ　ｌｅｆｔ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｉｎｇｌｅ—ｃａｒｒｉｅｒ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．ＯＦＤＭ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｃａｒｒｉｅｒ　０ｆｆｓｅｔ．Ｅｖｅｎ　ｖｅｒｙ　ｔｒｉｖｉａｌ　ｏｆｆｓｅｔ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｓｔｅｅｐ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＯＦＤＭ　ｓｙｓｔｅｍ　ｍｏｄｅｌ，ｔｈｒｅｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ：ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｂａｓｅｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｄｉｒｅｃｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｎｄ　ｐｉｌｏｔ　ｂａｓｅｄ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｅｎｄ，ｗｅ　ｇｉｖｅ　ａ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆｔｈｅｍ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ＯＦＤＭ；Ｃｈａｎｎｅｌ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ