發(fā)布時間：2021-10-28 13:31

　　由于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道是時域稀疏衰落信道,所以在空時分組碼譯碼前,必須估計出空時分組碼經(jīng)過MIMO-OFDM系統(tǒng)時的信道參數(shù)。傳統(tǒng)的信道估計技術往往需要借助大量的導頻信號才能準確估計出信道的狀態(tài)信息,這在一定程度上浪費了頻譜資源。而壓縮感知理論彌補了傳統(tǒng)估計技術的缺陷,對于稀疏的或者可壓縮的信號,該技術能利用少量的觀測數(shù)據(jù)精確重構(gòu)出原始信號,減少了導頻的放置數(shù)量,為信道估計提供新方案。本文圍繞MIMO-OFDM系統(tǒng)中的空時分組碼的譯碼展開研究,重點研究了壓縮感知理論在空時譯碼中的實現(xiàn)。具體研究內(nèi)容如下:（1）簡要介紹了無線信道的環(huán)境特征、由MIMO技術和OFDM技術結(jié)合而成的MIMO-OFDM系統(tǒng)的通信過程以及空時編譯碼中的發(fā)射分集模型。（2）從信號的稀疏表示、觀測矩陣的設計和重構(gòu)算法三個組成部分對壓縮感知理論展開研究。其次針對重構(gòu)算法,簡單介紹了三種基于壓縮感知的OMP算法、ROMP算法以及GOMP算法的重構(gòu)步驟。（3）根據(jù)接收信號、發(fā)送信號、信道參數(shù)和信道噪聲四者間的關系,采用基于訓練序列的信道估計方法或基于導頻的信道估計方法。在頻域,用高斯隨機矩陣與接收信號相乘得到觀測... 

【文章來源】：淮北師范大學安徽省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

衰落信道的分類

淮北師范大學2020屆碩士學位論文102.2MIMO-OFDM系統(tǒng)MIMO-OFDM系統(tǒng)顧名思義就是OFDM調(diào)制的MIMO系統(tǒng)，簡稱為MIMO-OFDM系統(tǒng)。這項技術融合了MIMO高頻率效率和OFDM簡化接收機的優(yōu)良特點，被廣泛應用于LTE-4G移動通信和WLAN網(wǎng)絡等無線通信網(wǎng)絡中。2.2.1MIMO技術MIMO通信技術[34-35]是在系統(tǒng)收發(fā)兩端同時利用多根收發(fā)天線陣元的多輸入多輸出的通信結(jié)構(gòu)，利用多根天線的空間分集和空間復用來提高和改善無線信道和鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅躘36]。多徑信道的衰落特性提高了無線信道的傳輸自由度，在MIMO通信系統(tǒng)中，若各個信道的收發(fā)天線之間的路徑衰落增益是相對獨立的，則無線通信可以通過直接構(gòu)建多路并行的空間子信道[26]，同時傳輸多路不同的數(shù)據(jù)和信息流，從而大大提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率。另一方面，MIMO系統(tǒng)利用空間分集技術來抵抗多路獨立信道的隨機性衰落，在多路并行的空間子信道上傳輸相同的數(shù)據(jù)信息，接收端接收到來自各個路徑上的帶有獨立衰落特性的信息符號，從而使所有信號經(jīng)歷衰落的概率變小，以此獲得分集增益，降低誤碼率。圖2-2MIMO系統(tǒng)原理圖圖2-2是MIMO系統(tǒng)的原理圖。假設基站發(fā)射端有TN根發(fā)射天線，接收端有RN根接收天線�；景l(fā)射端的信號可以用式（2-6）表示：12x()(),(),,()TTNtxtxtxt（2-6）式（2-6）中，T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，()mxt表示第m根天線的發(fā)射信號。同理在接收端的接收信號可以用式（2-7）表示：12()(),(),,()RTNytytytyt（2-7）式（2-7）中，()nyt表示第n根天線的接收信號。

淮北師范大學2020屆碩士學位論文12圖2-3OFDM調(diào)制解調(diào)原理圖假設T為OFDM符號的周期，(0,1,1)idiN表示每一個子載波的數(shù)據(jù)符號，N表示子載波的個數(shù)，(0,1,1)ifiN代表第i個子載波的頻率，f為子載波間的頻率間隔（設1ff），則/ififiT。若數(shù)據(jù)從stt開始傳輸，那么OFDM符號可以用式（2-11）表示：10(/2)exp2(),()0,NisisssissdrectttTjftttttTstttttT（2-11）對式（2-11）中的第k個子載波在周期T中進行積分，則得到如式（2-12）所示的期望信號：10101exp2()exp2()exp2()ssssNtTksistiNtTistikkidjttdjttdtTTTikdjttdtTd（2-12）OFDM中的調(diào)制可用離散傅里葉逆變換技術實現(xiàn)。令式（2-11）中的0st，矩形函數(shù)可以忽略不計，對信號s(t)以T/n的速率抽樣，令t=kT/n(k=0,1,…,N-1)，則抽樣信號如式（2-13）所示：102(/)exp(),01NkiiiksskTndjkNN（2-13）由此可見，ks是對id的n點離散傅里葉逆變換（IDFT），從而將頻域數(shù)據(jù)變換為時域數(shù)據(jù)。同樣，在接收端，對ks進行逆變換，可恢復原始信號id。OFDM技術有如下優(yōu)點[40-41]：1）運算量小，實現(xiàn)簡單。各個子信道中的正交調(diào)制和解調(diào)用IDFT和DFT或者FFT實現(xiàn)，降低了計算復雜度。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于匹配追蹤算法閾值改進的MIMO-OFDM信道估計研究[J]. 吳君欽,李寧,王加莉.  現(xiàn)代電子技術. 2018(01)
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[5]基于壓縮感知的OFDM稀疏信道估計導頻優(yōu)化算法[J]. 薛艷明,彭云柯,高飛.  北京理工大學學報. 2017(05)
[6]MIMO-OFDM系統(tǒng)中基于RAMP及其改進的稀疏信道估計算法[J]. 高飛,梅力丹,潘紅云,薛艷明.  北京理工大學學報. 2017(03)
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[9]MIMO-OFDM系統(tǒng)的時域信道估計[J]. 姜潔,仲偉志.  計算機技術與發(fā)展. 2015(05)
[10]MIMO系統(tǒng)中空時編碼性能仿真和分析[J]. 蔣涉權(quán),王晶,彭超.  電信科學. 2015(02)

碩士論文
[1]基于壓縮感知的MIMO-OFDM信道估計中導頻優(yōu)化算法研究[D]. 周煜澄.南京郵電大學 2018
[2]基于壓縮感知的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計技術研究[D]. 馮珊.重慶大學 2017
[3]基于導頻的MIMO-OFDM無線通信系統(tǒng)信道估計技術研究[D]. 蘇生.南京航空航天大學 2017
[4]壓縮感知在OFDM系統(tǒng)信道估計中的應用研究[D]. 龐蒙蒙.西安理工大學 2016
[5]基于壓縮感知的無線信道估計算法研究[D]. 高新利.鄭州大學 2016
[6]MIMO-OFDM系統(tǒng)的空時編碼技術研究[D]. 張永照.重慶大學 2010



本文編號：3462879