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1、南京邮电大学 硕士学位论文 无线移动环境下的多载波通信关键技术的研究 姓名：郭倩倩 申请学位级别：硕士 专业：电子与通信工程 指导教师：曹士坷 2011-06 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘摘 要要 I 摘摘 要要 正交频分复用（OFDM）技术已经在无线通信领域有了广泛应用，以其有效对抗多径 衰落的特性以及较高的频谱资源利用率而受到广泛关注。而多输入/多输出(MIMO)技术则 是在发射端和接收端之间建立多条独立同分布的空间信道，从而实现空间分集。将这两种 技术结合起来的 MIMO-OFDM 系统同时具有很高的数据传输速率和很强的可靠性，成为 新一代移动与无线通信系统理论的核心。 本文研究了
2、 OFDM 和 MIMO-OFDM 信道估计的几种方法，首先研究了无线信道传输 特性和多载波技术。其次介绍了 OFDM 系统的基本原理及实现，给出了 OFDM 系统模型， 并对 OFDM 系统的关键技术进行了讨论。然后介绍了 OFDM 系统的信道估计方法，最后 研究了 MIMO-OFDM 系统的信道估计方法。 基于导频的信道估计方法可分为二种：基于块状导频信道估计和基于梳状导频信道估 计。块状导频信道估计研究了最小二乘（LS）法，最小均方误差（MMSE）法，线性最小 均方误差（LMMSE）法和奇异值（SVD）分解法。基于梳状导频信道估计法主要对数据 子载波插值估计法进行了研究，分别线性插值法，
3、二次多项式插值法和基于变换域插值法 进行了研究。研究了 MIMO-OFDM 系统中的信道估计算法，对其中的基于导频辅助的信 道估计进行了深入地研究，并且分别讨论了导频符号处的信道估计准则以及获得完整信道 响应的插值算法。 关键词：关键词：正交频分复用，MIMO，MIMO-OFDM，信道估计 南京邮电大学硕士研究生学位论文 ABSTRACT II ABSTRACT Orthogonal Frequency Division Multiplexing（OFDM）has been extensively used in the wireless communication systems. It i
4、s paid more and more attention to, because of its performance for resisting multipath interference and high efficiency of system bandwidth. Thus a MIMO wireless communication system is produced. MIMO-OFDM system which combines the two technologies to get higher data transfer rates and stronger relia
5、bility is becoming the core of next generation of mobile and wireless communication systems. This dissertation discusses some methods of OFDM and MIMO-OFDM system channel estimation. Firstly, studies the wireless channel transmission characteristic, give the mathematic model of common wireless chann
6、el. Secondly, introduce the basic principle and implementation of OFDM system, give the OFDM system model, and discuss the key technology of the OFDM system.Thirdly, studies channel estimation of the OFDM system based on pilot frequence and blind channel estimation.Finally, studies channel estimatio
7、n of the MIMO-OFDM system based on pilot frequence. There are two channel estimation methods based on pilot frequence: pilot frequence channel estimation based on block and pilot frequence channel estimation based on comb. Block plot frequence channel estimation introduces the LS method, MMSE method
8、, LMMSE method and SVD decomposition method. Comb pilot frequence channel estimation studies interpolation estimation on data sub-carrier. And also discusses linear interpolation method, Second polynomial interpolation method and interpolation based on transform domain. Then channel estimation algor
9、ithms of MIMO-OFDM system are studied, among which pilot assisted channel estimation is described in detail. And pilot symbols were discussed at the channel estimation criteria and the complete channel response interpolation algorithm. Keywords: OFDM, MIMO, MIMO-OFDM, Channel Estimation 南京邮电大学硕士研究生学
10、位论文 英文缩略词表 66 英文缩略词表英文缩略词表 OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用 CDMA Code-division multiple access 码分多址 CP Cyclic Prefix 循环前缀 CS Cyclostationary 循环平稳 DFT Discrete Fourier Transformation 离散傅立叶变换 FFT FTFast Fourier Transformation 快速傅立叶变换 ICI Inter Carrier Interference 载波间干扰 IDFT Inve
11、rse Discrete Fourier Transformation 离散傅立叶反变换 IFFT Inverse Fast Fourier Transformation 快速傅立叶反变换 ISI Inter Symbol Interference 码间干扰 LS Least Square 最小均方 ML Maximum Likelihood 最大似然 MMSE Minimum Mean Square Error 最小均方误差 LMMSE Low Rank Linear MMSE 性最小均方误差 OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正
12、交频分复用 OQAM Offset Quadrature Amplitude Modulation 偏移正交幅度调制 PAPR Peak to Average Power Ratio 峰均比 QAM Quadrature Amplitude Modulation 正交幅度调制 SISO Single Input Single Output 单入单出 SNR Signal to Noise Ratio 信噪比 SVD Singular Value Decomposition 奇异值分解 TDMA Time-division multiple access 时分多址 南京邮电大学学位论文原创性声明
13、 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学 或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所 送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保 存论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保 密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公
14、布（包括刊登）论文的全部或部 分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院（筹）办理。 研究生签名：_ 日期：_ 研究生签名：_ 导师签名：_ 日期：_ 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 随着人类生活水平的提高，对通信的要求也越来越高，移动通信已成为现代通信系 统中不可或缺的组成部分，移动通信应用产品正迅速渗透到人们日常生活的各个领域，随 着网络技术和计算机技术的发展，集合了 Internet 的数据通信业务、语音、视频等技术使 得人们对无线通信提出了更高的要求。 1.1 无线移动通信发展背景简介无线移动通信发展背景简介 通信技术研究的中心问题
15、是信息从信源有效、可靠且安全地传输到一个或者多个目的 地。早期无线通信得益于电磁波理论和电报电话技术，提供点对点无线电话和无线电报传 输业务，这是一种较为简单的模拟无线通信技术，直到 1897 年 M.G.马可尼完成了固定站 与一艘拖船之间的无线通信试验，才标志着真正意义上的移动通信产生了1。 无线移动通信是现代通信系统的重要组成部分，在过去的几十年中突飞猛进地发展。 无线移动通信之所以能够大规模的成为公众业务要归功于蜂窝移动通信概念的提出，蜂窝 技术是移动通信发展的重大突破，其频率复用技术有效地解决了在有限的无线频域内大幅 度提高系统容量的问题，使得在人口密度较大的城区提供充足的移动电话业务成为了现 实；第一代移动通信系统(1G)是基于模拟通信技术的，模拟调频(FM)加上频分多址接入 (FDMA)是它的技术要点，提供的服务仅为语音服务，它开始于二十世纪七十年代末到八 十年代初，主要代表为：北美先进移动电话业务(AMP
