两种OFDM系统信道估计算法的比较研究及MATLAB仿真-毕业论文

本科毕业设计(论文)题目两种OFDM系统信道估计算法的比较研究及MATLAB仿真学院名称理学院专业班级电子信息科学与技术学生姓名导师姓名二零一四年六月一日两种ＯＦＤＭ系统信道估计算法的比较研究及MATLAB仿真作者姓名专业电子信息科学与技术指导教师姓名专业技术职务教授齐鲁工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：年月日齐鲁工业大学关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。指导教师签名：毕业设计（论文）作者签名：年月日年月日I目录摘要.....................................................IIIABSTRACT....................................................IV第一章概述..........................................11.1OFDM的发展及现状.........................................11.2OFDM的优缺点.............................................2第二章OFDM系统的技术基础............................32.1OFDM系统基本原理.........................................32.1.1串并变换...............................................52.1.2字载波调制.............................................52.1.3OFDM的IDFT/DFT实现....................................62.1.4保护间隔与循环前缀.....................................72.2正交幅度调制（QAM）......................................82.2.1QAM信号的产生..........................................82.2.2QAM信号解调...........................................102.3信道....................................................112.3.1信道的概述.............................................112.3.2Rayleigh衰落信道......................................11第三章OFDM系统信道及噪声仿真与分析.................123.1信道估计................................................123.1.1信道估计的概述........................................123.1.2信道估计的导频插入及插入样式..........................133.2信道估计算法............................................143.2.1LS(最小平方)算法......................................143.2.2LMMSE（线性最小均方误差）算法.........................153.2.3LR_LMMSE（降秩LMSSE）算法.............................173.3信道估计的性能仿真及分析................................173.3.1理想状态下信道估计仿真结果及分析.......................173.3.2加噪声的信道估计仿真结果及分析.........................18II3.4各种算法抗噪声性能的分析与比较..........................193.4.1LS算法抗噪声性能的分析................................193.4.2LMMSE算法抗噪声性能的分析.............................203.4.3LR_LMMSE算法抗噪声性能的分析..........................213.4.4各种算法抗噪声性能的整体比较..........................22第四章总结..........................................22参考文献....................................................24致谢......................................................25附录......................................................26齐鲁工业大学2014届本科毕业设计（论文）III摘要在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的命脉。信息交流主要依赖于计算机通信，而通信作为传输手段，与传感技术、计算技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大动力。众多无线移动通信技术中，正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)是最具应用前景的技术之一。OFDM系统可通过插入循环前缀，有效抑止多径传输带来的符号间干扰，还可以通过对信道特性的准确估计，减轻信道时变性质对系统的影响。并且，由于它采用傅立叶变换很大程度地降低了接收机复杂度，因此，OFDM技术在无线通信领域的应用引起了广泛关注.但OFDM系统在对信道参数的估计中容易引起误差，极小的误差容易引起系统很大的失误，因此信道估计在OFDM技术中显得尤为重要。本文将讨论在无线宽带移动通信环境下OFDM系统的信道估计和信道估计算法。主要讨论了基于块状导频的OFDM系统信道估计算法，包括：LS算法，LMMSE算法，LR_LMMSE算法。最后利用MATLAB的M语言进行编程、仿真，建立了OFDM系统的仿真模型，结合仿真结果分析了OFDM系统的抗噪声性能。关键词:正交频分复用信道估计信道估计算法MATLAB抗噪声齐鲁工业大学2014届本科毕业设计（论文）IVABSTRACTInnowhighlytheinformationsociety,theinformationandthecorrespondencehavebecomethemodernsociety“thelife”.Theinformationexchangemainlyreliesonthecomputercorrespondence,butcorrespondstakesthetransmissionmethod,withthesensingtechnology,thecomputertechnologyfusesmutually,hasbecomeinthe21stcenturytheinternationalsocietyandworldeconomicdevelopmentpowerfulengine.OFDM(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing）isasoneofthemostpromisingtechniquesforwirelessmobilecommunication.OFDMsystemcaneffectivelyeliminatethedisturbanceofinter-symbolinterferencecausedbymulti-pathchannelbyusingcyclicprefix.BesidesOFDMcancombatthetimeselectivefadingwithflexiblydesignedframestructureaccordingtoaccuratechannelestimation.DuetoOFDMsystemadoptingFFTtechnology,itreducesthecomplexityofthereceivergreatly.SotheapplicationofOFDMtechnologyinthedomainofwirelesscommunicationhasattractedwideattention.ButOFDMismuchmorevulnerabletoerrorofbothchannelestimationandhowtoobtaincorrectchannelestimationefficientlyisreallyimportantforOFDMsystem.ThisthesiswilldiscusschannelestimationandchannelestimationalgorithmofOFDMsysteminthewirelessbroadbandmobilecommunicationenvironment．ItmainlydiscussesthechannelestimationalgorithmforOFDMsystemsbasedontheblockpilot,whichincludesLS(leastsquare)algorithm，LMMSE(linearminimum-mean-squareerror)algorithmandLR_LMMSEalgorithm.FinallytheMlanguageprogrammingofMATLABwasusedforprogrammingandsimulation,aOFDMsystemsimulationmodelwasestablished,andperformanceofantinoiseoftheOFDMsystemperformancewasanalysedbasedonsimulationresults.Keywords:OFDM;Channelestimation;Channelestimationalgorithm;MATLAB;antinoise齐鲁工业大学2014届本科毕业设计（论文）1第一章概述随着移动通信[1]和无线因特网需求的不断增长，越来越需要高速无线系统设计，而这其中的一个最直接的挑战就是克服无线信道带来的严重的频率选择性衰落。正交频分复用（OFDM）技术可以很好地克服无线信道的频率选择性衰落，由于其简单高效，OFDM已成为实现未来无线高速通信系统中最核心的技术之一。现代移动通信发展至今，已经经历了三代，而3G的后续技术也在加速研究中。目前，国际标准化组织正在推动无线传输技术从2Mb/s的传输速率向100Mb/s和1000Mb/s的目标发展，对4G的定义也已经逐渐清晰起来。基本上可以确定，OFDM/OFDMA、MIMO和智能天线等技术将成为4G的主流技术。OFDM相关的技术很多，实际应用中的OFDM复杂度很高。因此，建立