本文關鍵詞：高速移動環(huán)境下信道估計及OFDM信號檢測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：正交頻分復用(OFDM)由于具有較高的頻譜效率而被作為4G通信的關鍵技術(shù)。隨著人們對通信質(zhì)量的要求越來越高,不但要求OFDM系統(tǒng)在準靜態(tài)環(huán)境下有優(yōu)越的通信性能,還要求在高速移動環(huán)境下表現(xiàn)出良好的特性。針對目前OFDM系統(tǒng)在高速移動環(huán)境下解調(diào)性能低且不能滿足實際應用需求的問題,本文對高速移動環(huán)境下解調(diào)的關鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)的研究,主要涉及到最大多普勒頻移估計、信道估計及OFDM信號檢測,具體研究成果如下：1、針對傳統(tǒng)最大多普勒頻移估計方法在高速移動環(huán)境下估計精度低的問題,提出了一種基于電平交叉率的最大多普勒頻移的估計方法,該方法通過引入循環(huán)迭代的思想使得接收端的濾波器帶寬達到最優(yōu),從而在萊斯信道下比傳統(tǒng)的算法更準確估計出信號的最大多普勒頻移,仿真結(jié)果驗證了所提算法具有多普勒頻移估計誤差低、普適性好的特點。2、針對傳統(tǒng)信道估計方法在時變信道下估計性能差的問題,提出了兩種信道估計方法。首先在多項式信道模型下提出一種有效的信道估計方法,即在前導序列及導頻的輔助下構(gòu)造兩類二階多項式模型,由于第二類二階多項式的估計周期要短于普遍二階多項式的估計周期,而且信道信息主要是通過第二類二階多項式來獲取,因此該方法要優(yōu)于現(xiàn)有的基于多項式的信道估計方法,仿真結(jié)果也表明所提方法比現(xiàn)存算法具有更低的信道估計誤差。其次在基擴展模型下提出基于整體最小二乘的聯(lián)合信道估計及OFDM信號檢測算法,該算法首先通過導頻估計初始的信道信息,在此基礎上不斷地采用整體最小二乘進行OFDM信號檢測及信道估計,有效緩解迭代模型誤差的影響,加快了算法迭代的收斂速度,提高了信道估計的精度,從而降低了OFDM系統(tǒng)的誤碼率,最后推導的信道估計克拉美羅界及仿真結(jié)果均表明所提的算法估計性能優(yōu)于現(xiàn)有的聯(lián)合信道估計及OFDM信號檢測算法。3、現(xiàn)有的聯(lián)合信道估計及OFDM信號檢測算法能夠有效提高信道估計的性能。然而,當信道具有快時變特性,特別是當歸一化多普勒頻移達到0.8時,由于基擴展模型誤差比較大,其對信道估計性能產(chǎn)生較大的影響,如果在信道估計時忽略這一誤差,信道估計的性能將會比較差。為了解決這個問題,提出了一種新的聯(lián)合信道估計與OFDM信號檢測算法,該算法先將信道估計與OFDM信號檢測重構(gòu)成一個實的非線性最小二乘(NLS)問題,然后采用修正的BFGS算法來求解這個NLS問題,從而獲得較為準確的信道信息。計算機仿真表明所提的算法具有更高的信道估計精度及更低的誤比特率。4、首先在分析子載波間干擾(ICI)系數(shù)與歸一化多普勒頻移關系的基礎上,推導出在可忽略損失的信干噪比下近似帶狀信道帶寬與歸一化多普勒頻移的關系。然后針對現(xiàn)有均衡器在傳統(tǒng)近似帶狀信道矩陣架構(gòu)下檢測性能差的問題,提出了一種新的近似帶狀信道矩陣架構(gòu)。該架構(gòu)在分塊進行OFDM信號檢測時全面考慮了近似帶狀信道矩陣上的ICI分量。最后,將Panayirci等人提出的檢測方法在每個子塊下對OFDM信號進行檢測。仿真結(jié)果表明,雖然損耗多一點計算復雜度,但是檢測方法在這種新型結(jié)構(gòu)下的檢測性能要優(yōu)于在傳統(tǒng)近似帶狀信道結(jié)構(gòu)下的檢測性能。5、針對BPSK-OFDM系統(tǒng)下現(xiàn)有信號檢測算法性能差的問題,提出一種新的信號檢測算法,也就是基于最小均方誤差(MMSE)準則的修改MMSE(M-MMSE)檢測算法。該算法為了尋找合適的均衡矩陣,殘留虛部分量被排除在基于MMSE準則的代價函數(shù)之內(nèi),因此殘留虛部分量對信號檢測的影響可以被消除。為了進一步提高檢測的性能,連續(xù)檢測技術(shù)被應用于M-MMSE算法里,這樣不僅能夠最小化殘留干擾和噪聲放大的影響,還能夠很好地利用高速移動環(huán)境信道所帶來的時間分集增益。計算復雜度分析及計算機仿真均表明所提的算法相對現(xiàn)存的OFDM信號檢測算法具有較低計算復雜度及較高檢測性能的特點。
【關鍵詞】：正交頻分復用 高速移動環(huán)境 最大多普勒頻移 信道估計 信號檢測
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53;TN911.23
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 符號對照表13-15
• 縮略語對照表15-20
• 第一章 緒論20-32
• 1.1 研究背景和意義20-21
• 1.2 論文解決的關鍵問題21-23
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-29
• 1.3.1 最大多普勒頻移估計23
• 1.3.2 信道估計23-28
• 1.3.3 OFDM信號檢測28-29
• 1.4 論文研究內(nèi)容和主要工作29-32
• 第二章 高速移動環(huán)境下最大多普勒頻移的估計32-42
• 2.1 引言32
• 2.2 多普勒功率譜分析32-34
• 2.3 基于電平交叉率傳統(tǒng)的最大多普勒頻移估計方法34-36
• 2.3.1 電平交叉率34-35
• 2.3.2 存在問題35-36
• 2.4 基于電平交叉率改進的最大多普勒頻移估計方法36-38
• 2.5 仿真與分析38-40
• 2.6 本章小結(jié)40-42
• 第三章 時變信道下的信道估計方法42-66
• 3.1 引言42-44
• 3.2 系統(tǒng)模型44-46
• 3.3 在多項式信道模型下一種有效的信道估計方法46-56
• 3.3.1 信道估計方法46-51
• 3.3.2 模型誤差分析51-54
• 3.3.3 算法復雜度分析54-55
• 3.3.4 仿真結(jié)果分析55-56
• 3.4 在基擴展模型下基于整體最小二乘的聯(lián)合信道估計及OFDM信號檢測算法56-65
• 3.4.1 聯(lián)合迭代算法57-60
• 3.4.2 算法復雜度分析60-61
• 3.4.3 信道估計的克拉美羅界61-62
• 3.4.4 仿真結(jié)果分析62-65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 第四章 快時變信道下的信道估計方法66-80
• 4.1 引言66-67
• 4.2 系統(tǒng)模型67-70
• 4.2.1 OFDM系統(tǒng)模型67-68
• 4.2.2 基擴展模型68
• 4.2.3 基于基擴展模型的OFDM系統(tǒng)模型68-70
• 4.3 提出的算法70-74
• 4.3.1 構(gòu)造一個實的NLS問題70-71
• 4.3.2 求解實的NLS問題71-72
• 4.3.3 計算復雜度分析72-74
• 4.4 仿真結(jié)果分析74-78
• 4.5 本章小結(jié)78-80
• 第五章 高速移動信道下的分塊均衡器80-96
• 5.1 引言80-81
• 5.2 系統(tǒng)模型81-83
• 5.3 近似帶狀信道分析83-85
• 5.4 一種新的近似帶狀信道架構(gòu)85-91
• 5.4.1 傳統(tǒng)的近似帶狀信道架構(gòu)85
• 5.4.2 所提的近似帶狀信道架構(gòu)85-91
• 5.4.3 計算復雜度分析91
• 5.5 仿真結(jié)果分析91-94
• 5.5.1 場景191-92
• 5.5.2 場景292-94
• 5.5.3 場景394
• 5.6 本章小結(jié)94-96
• 第六章 高速移動信道下的有效信號檢測方法96-106
• 6.1 引言96-97
• 6.2 信道模型97
• 6.3 BPSK-OFDM系統(tǒng)下OFDM信號檢測97-102
• 6.3.1 BPSK-OFDM系統(tǒng)下提出的M-MMSE均衡器98-101
• 6.3.2 BPSK-OFDM系統(tǒng)下提出的M-MMSE-SD均衡器101
• 6.3.3 計算復雜度分析101-102
• 6.4 仿真結(jié)果分析102-103
• 6.5 本章小結(jié)103-106
• 第七章 結(jié)論和展望106-110
• 7.1 研究結(jié)論106-107
• 7.2 研究展望107-110
• 參考文獻110-118
• 致謝118-120
• 作者簡介120-121

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張濱;張峰干;蔡國新;任嘉偉;;衛(wèi)星信號檢測[J];中國有線電視;2009年01期

2 徐科軍;;信號檢測、處理及實現(xiàn)系列課程建設探討[J];電氣電子教學學報;2009年02期

3 戶永清;;基于取樣積分技術(shù)的混沌檢測法與微弱正弦信號檢測[J];綿陽師范學院學報;2009年08期

4 劉洋;張明;;“信號檢測與處理”課群構(gòu)建初探[J];沈陽教育學院學報;2010年01期

5 董智紅;王劍;王X;孫昕;;伽利略搜救信號檢測算法設計[J];北京理工大學學報;2010年08期

6 邵亞勇;竺小松;;基于遞推最小二乘算法的小信號檢測[J];信息與電子工程;2012年02期

7 朱才榮;;高職“工業(yè)信號檢測與控制”課程項目化教學改革[J];中國電力教育;2012年19期

8 朱才榮;;高職《工業(yè)信號檢測與控制》課程改革探索[J];職業(yè)教育研究;2013年04期

9 叢玉良;趙曉暉;周求湛;;信號檢測與處理系列課程的建設與改革實踐研究[J];長春工業(yè)大學學報(高教研究版);2013年03期

10 戴良鐵;董利敏;鄧鶴泉;;信號檢測論在招聘和甄選中的應用探析[J];中國人力資源開發(fā);2013年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜雄;蘇向豐;謝品芳;;用硬件實現(xiàn)的四重信號檢測法及其在通信中的應用[A];四川省電工技術(shù)學會第七屆學術(shù)年會論文集[C];2003年

2 張鐸;;信號檢測論在船舶了望中的應用[A];中國航海學會2007年度學術(shù)交流會優(yōu)秀論文集[C];2007年

3 宋愛國;段江海;;混沌、隨機共振在信號檢測中的應用研究[A];第三次全國會員代表大會暨學術(shù)會議論文集[C];2002年

4 鄭娜;;基于假設檢驗的信號檢測[A];電波科學學報[C];2011年

5 馬光彬;曹海燕;;基于OSIC的低復雜度MIMO檢測算法[A];浙江省信號處理學會2012學術(shù)年會論文集[C];2012年

6 張維全;胡科強;;凸優(yōu)化在水聲脈沖信號檢測中的應用[A];中國聲學學會水聲學分會2013年全國水聲學學術(shù)會議論文集[C];2013年

7 高源;李煒;;基于LabVIEW的異常信號檢測研究[A];2011年全國通信安全學術(shù)會議論文集[C];2011年

8 陳帥;楊鐵軍;李媚;;一種改進型CHASE檢測算法在MIMO-OFDM系統(tǒng)中的應用[A];第十三屆全國信號處理學術(shù)年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

9 劉竹青;陳奕宏;;抗混響信號檢測的研究[A];全國第三屆信號和智能信息處理與應用學術(shù)交流會專刊[C];2009年

10 王春光;周正;;OFDM系統(tǒng)中的一種信號檢測算法[A];第九屆全國青年通信學術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 江蘇 陳廣榮;小天鵝模糊洗衣機稱重電路維修一例[N];電子報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃敏;高速移動環(huán)境下信道估計及OFDM信號檢測研究[D];西安電子科技大學;2015年

2 郭心悅;基于信息交互理論的無線信號的迭代估計與檢測[D];復旦大學;2008年

3 湯宏穎;提高微光信號檢測靈敏度的新方法[D];天津大學;2012年

4 吳利平;復雜電磁環(huán)境下的信號檢測與估計關鍵技術(shù)[D];西安電子科技大學;2011年

5 劉謙雷;MIMO通信系統(tǒng)信號檢測算法研究[D];東南大學;2006年

6 申京;MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計及信號檢測算法的研究[D];北京郵電大學;2012年

7 蔣忠進;彈性波Chirp信號檢測與時延估計研究[D];吉林大學;2004年

8 鄭賤平;MIMO通信系統(tǒng)中的信號檢測與預編碼技術(shù)研究[D];西安電子科技大學;2008年

9 肖曼琳;車載認知無線電中的信號檢測與參數(shù)估計技術(shù)研究[D];電子科技大學;2013年

10 王軍;無線MIMO傳輸鏈路軟輸出信號檢測與參數(shù)設計研究[D];電子科技大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李燕;基于壓縮感知的低截獲概率雷達信號檢測分析[D];南京理工大學;2015年

2 吳迪;Massive MIMO的信號檢測算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 王龍;壓縮感知信號檢測和參數(shù)估計方法研究[D];西安電子科技大學;2014年

4 葉譜英;基于壓縮傳感的信號檢測與分類算法研究[D];電子科技大學;2013年

5 謝麗華;基于虛擬儀器技術(shù)的信號檢測課程演示和實驗方法的研究[D];南京理工大學;2010年

6 吳偉;聲振信號檢測和分析技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)研究[D];浙江大學;2006年

7 陳爭;混沌背景中的小信號檢測研究[D];湘潭大學;2008年

8 曾黎;復雜噪聲背景下的信號檢測與提取技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學;2007年

9 劉莉;心電信號檢測及自動分析技術(shù)研究[D];蘭州大學;2012年

10 姜可梅;檢測代替分類的腦機接口研究[D];燕山大學;2011年

  本文關鍵詞：高速移動環(huán)境下信道估計及OFDM信號檢測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：271403