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随着高速数据传输和多媒体业务的需求不断增长,当前广泛使用的GSM/CDMA移动通信系统已经不能满足要求,开发新一代的移动通信系统已是迫在眉睫。多输入多输出(MIMO)技术和正交频分复用(OFDM)技术相结合的MIMO-OFDM技术由于能够显著改善频谱效率、提高数据传输速率和系统容量,因而被广泛认为是实现后三代(B3G)移动通信系统的有效技术,已经成为目前无线移动通信领域的研究热点。因此,作为MIMO-OFDM关键技术之一的信道估计技术,具有非常广阔的研究前景和研究价值,越来越受到广泛的关注。
在国家“863” FuTURE计划中,电子科技大学负责B3G TDD方式MIMO-OFDM下行链路的设计,其硬件实现主要是基于现场可编程门阵列(FPGA)器件进行开发。该链路系统由数字基带发送板、多天线发送板、多天线接收板、信道估计与MIMO板和数字基带接收板构成。
本文负责信道估计与MIMO板的开发工作,主要针对B3G TDD方式下行链路中使用的信道估计技术进行算法分析、FPGA设计和编程实现,最终实现在B3GTDD方式下行链路中正确估计信道信息的目标,使系统性能符合设计要求。
第一章回顾了移动通信技术的发展历史和研究现状,并对B3G系统的特点及其关键技术做了简单阐述。同时,介绍了本文的研究内容、研究背景和课题来源。
第二章简单介绍了无线衰落信道的特性。主要讨论了无线衰落信道的小尺度衰落特性以及两种常见的衰落模型。
第三章首先介绍了OFDM系统中常用的一些信道估计算法,然后在此基础上详细阐述了在MIMO-OFDM系统中基于导频辅助调制(PSAM)的信道估计算法。最后提出了一种基于时、频二维导频辅助的信道估计方法。
第四章给出了B3G TDD方式下行链路中信道估计算法的具体实现。本章首先简要介绍了全链路的总体硬件指标和实现方案,然后对信道估计部分各功能模块的FPGA设计进行详细阐述,给出各模块的实现结构框图。
最后,第五章对全文的工作进行了总结。