由于MIMO-OFDM系統(tǒng)的信道是時(shí)域稀疏衰落信道,所以在空時(shí)分組碼譯碼前,必須估計(jì)出空時(shí)分組碼經(jīng)過MIMO-OFDM系統(tǒng)時(shí)的信道參數(shù)。傳統(tǒng)的信道估計(jì)技術(shù)往往需要借助大量的導(dǎo)頻信號才能準(zhǔn)確估計(jì)出信道的狀態(tài)信息,這在一定程度上浪費(fèi)了頻譜資源。而壓縮感知理論彌補(bǔ)了傳統(tǒng)估計(jì)技術(shù)的缺陷,對于稀疏的或者可壓縮的信號,該技術(shù)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(dǎo)頻的放置數(shù)量,為信道估計(jì)提供新方案。本文圍繞MIMO-OFDM系統(tǒng)中的空時(shí)分組碼的譯碼展開研究,重點(diǎn)研究了壓縮感知理論在空時(shí)譯碼中的實(shí)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(shù)和OFDM技術(shù)結(jié)合而成的MIMO-OFDM系統(tǒng)的通信過程以及空時(shí)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(shè)計(jì)和重構(gòu)算法三個(gè)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(guān)系,采用基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法或基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法。在頻域,用高斯隨機(jī)矩陣與接收信號相乘得到觀測... 

【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

衰落信道的分類

淮北師范大學(xué)2020屆碩士學(xué)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(xiàng)技術(shù)融合了MIMO高頻率效率和OFDM簡化接收機(jī)的優(yōu)良特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于LTE-4G移動通信和WLAN網(wǎng)絡(luò)等無線通信網(wǎng)絡(luò)中。2.2.1MIMO技術(shù)MIMO通信技術(shù)[34-35]是在系統(tǒng)收發(fā)兩端同時(shí)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(fù)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(gè)信道的收發(fā)天線之間的路徑衰落增益是相對獨(dú)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(shí)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(shù)來抵抗多路獨(dú)立信道的隨機(jī)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(gè)路徑上的帶有獨(dú)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(shè)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(xué)2020屆碩士學(xué)位論文12圖2-3OFDM調(diào)制解調(diào)原理圖假設(shè)T為OFDM符號的周期，(0,1,1)idiN表示每一個(gè)子載波的數(shù)據(jù)符號，N表示子載波的個(gè)數(shù)，(0,1,1)ifiN代表第i個(gè)子載波的頻率，f為子載波間的頻率間隔（設(shè)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(gè)子載波在周期T中進(jìn)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(shù)實(shí)現(xiàn)。令式（2-11）中的0st，矩形函數(shù)可以忽略不計(jì)，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(diǎn)離散傅里葉逆變換（IDFT），從而將頻域數(shù)據(jù)變換為時(shí)域數(shù)據(jù)。同樣，在接收端，對ks進(jìn)行逆變換，可恢復(fù)原始信號id。OFDM技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)[40-41]：1）運(yùn)算量小，實(shí)現(xiàn)簡單。各個(gè)子信道中的正交調(diào)制和解調(diào)用IDFT和DFT或者FFT實(shí)現(xiàn)，降低了計(jì)算復(fù)雜度。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]壓縮感知理論在空時(shí)譯碼中的應(yīng)用[J]. 吳雪萍,邵玉蓉,馬琳,姜恩華.  通化師范學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(10)
[2]4G移動通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李興.  現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化. 2018(05)
[3]基于匹配追蹤算法閾值改進(jìn)的MIMO-OFDM信道估計(jì)研究[J]. 吳君欽,李寧,王加莉.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(01)
[4]一種基于改進(jìn)ROMP的MIMO-OFDM信道估計(jì)方法[J]. 廖勇,周昕,沈軒帆,洪觀.  電子學(xué)報(bào). 2017(12)
[5]基于壓縮感知的OFDM稀疏信道估計(jì)導(dǎo)頻優(yōu)化算法[J]. 薛艷明,彭云柯,高飛.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[6]MIMO-OFDM系統(tǒng)中基于RAMP及其改進(jìn)的稀疏信道估計(jì)算法[J]. 高飛,梅力丹,潘紅云,薛艷明.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[7]基于改進(jìn)廣義正交匹配追蹤的OFDM稀疏信道估計(jì)[J]. 劉遠(yuǎn)航,黃馬馳,趙迎芝.  電視技術(shù). 2016(10)
[8]OFDM稀疏信道估計(jì)中改進(jìn)的OMP算法[J]. 趙龍慧,潘樂炳,李寶清.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(07)
[9]MIMO-OFDM系統(tǒng)的時(shí)域信道估計(jì)[J]. 姜潔,仲偉志.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2015(05)
[10]MIMO系統(tǒng)中空時(shí)編碼性能仿真和分析[J]. 蔣涉權(quán),王晶,彭超.  電信科學(xué). 2015(02)

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



本文編號：3462879