正交频分复用系统中信道估计算法的研究开题报告

 2021-12-11 16:02:01

1. 研究目的与意义(文献综述)

本次设计主要进行正交频分复用系统中信道估计算法的研究,主要探讨信道估计算法的作用以及其实现的原理和方法,了解其在当下的发展和应用。通过仿真软件matalab来进行研究结果的验证和实践

ofdm技术的出现已经有四十多年的历史,是由多载波调制发展而来。最初在20世纪七十年代由韦斯特(weistein)和艾伯特(ebert)等人应用离散傅里叶变化(dft)和快速傅里叶方法(fft)研制了一个完整的多载波传输系统,叫做正交频分复用(ofdm)系统。该系统使其能够用数字信号实现信号的正交调制解调,实现简单,性能稳定。同时由于数字信号处理(dps)和超大规模集成电路技术的发展,原先如大量的复数计算,高速存储等ofdm应用亦得以解决。近年来,随着ofdm技术的不断发展,这项技术已经成功运用于非对称数字用户环路(adsl)、无线本地环路、高清晰度电视(hdtv)等有线通信系统中。ofdm技术由于具有频谱利用率高、能有效对抗频率选择性衰落和窄带干扰等优点,被认为是后三代移动通信的关键技术,成为研究的热点。而ofdm技术中的信道估计算法是其中的关键技术,它对于系统接收端的相干解调和空时检测起着至关重要的作用,其估计的准确与否,对系统的整体性能起着极大的影响。所以有很大的必要对信道估计算法进行更加深入的研究和拓展,注意均衡计算复杂度和准确度之间的关系。系统的信道估计算法分为三类:数据辅助信道估计算法、盲信道估计算法以及半盲信道估计算法。不同的算法也有着多种实现方法,如:盲信道估计算法中有最小二乘法信道估计算法(ls)、最小均方差信道估计算法(mmse)等,半盲道估计算法中又有最小均方(lms)半盲道估计算法、递归最小二乘(rls)半盲道估计算法以及基于卡尔曼滤波器的半盲道估计算法等。不同的信道估计算法其性能的优劣也有很大的不同,选择怎样的信道估计算法也是应用邻域及其重要的一个环节,是需要进行全面的考虑的。

本次研究将参考使用不同的算法来进行分析研究信道估计算法的原理以及不同算法的效果,更期待在深入研究后能提出一定的改进措施,或者是明白不同算法造成不同结果背后所起作用的参数因子。

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2. 研究的基本内容与方案

正交频分复用(OFDM)技术是一种广泛应用在通信系统中的重要技术,具有抗多径时延、抗信道衰落、频谱利用率高等特点。本次研究对正交频分复用系统中的信道估计算法进行深入研究,并采用MATLAB仿真软件对典型的信道估计算法进行仿真实现。

研究的目标是要对两种以上的信道估计算法进行深入研究并实现仿真,并通过所得结果进行不同算法的分析得出造成不同结果的原因,然后对其进行一定的改进。

研究中将重点对最小二乘法信道估计算法(LS)、最小均方差信道估计算法(MMSE)进行研究,研究过程中拟先对其算法原理进行深入的研究,明白其实现的方法,以及是如何起作用的,找出其中起作用的参数因子。然后构造信道模型,使用不同的信道估计算法对其进行信道估计,过程中对其加入不同噪声进行分析对比。信道模型的构建拟采用matalab进行,仿真得到结果进行对比比较,分析其算法的优劣程度,以及验证实现复杂度和准确度中的关系,分析并且弄明白该如何进行信道估计算法的选择。实验仿真过程中将尽可能的对其仿真信道环境与实际传输中的信道传输环境相吻合,力求研究结果可以更好的与实际相贴合,能有更多的实用价值。

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需相关知识与方案要求。确定方案,完成开题报告。

第4-8周:深入研究正交频分复用系统中的信道估计算法。

第9-12周:采用matlab对典型信道估计算法进行仿真。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 孙翠珍.正交频分复用(ofdm)系统中信道估计算法的研究[d].西安科技大学,2005.

[2]engineering; researchers from university ofquebec detail new studies and findings in the area of engineering (ml-typeem-based estimation of fast time-varying frequency-selective channels over simoofdm transmissions)[j]. journal of engineering,2020.

[3] kentaro yonei,kazukimaruta,chang-jun ahn. frame splitting and data-aided decision direct channelestimation for ofdm in fast varying fading channels[j]. ict express,2020.

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