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多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术与正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的融合是实现充分利用空间资源、提高频谱利用率和对抗频率选择性衰落的一种有效途径,是未来新一代宽带无线通信系统的关键技术。本文首先介绍了MIMO-OFDM无线通信系统中信道估计的研究现状,讨论了时分、频分和码分导引方案的不足,提出了本文将要解决的问题。本文的第二部分提出了基于叠加训练序列的OFDM导引方案,分析了利用训练序列的一阶统计特性进行信道估计的系统误码率表达式,并通过仿真验证了理论分析的正确性。这种导引方案不同于传统方案的主要之处是:在时域、频域和码域上,训练序列和数据都完全重叠。因此新方案不会降低数据的传输速率,并且能在一个OFDM符号中同时完成时间频率同步和数据传输。通过理论分析和仿真结果发现:叠加训练序列OFDM的误码率性能受到训练序列分离因子和训练序列功率大小的影响。基于误码率最小化准则,本文给出了训练序列的最优分离因子和最优功率分配因子的闭合表达式。通过理论分析和仿真发现:最优分离因子由信噪比和训练序列功率决定,并且在训练序列功率一定的条件下,随信噪比的提高而变小;最优功率分配因子由信噪比决定,并且随信噪比的提高而变大。为了解决信道估计受到数据符号干扰的问题,本文接下来提出了叠加训练序列OFDM的迭代信道估计技术。分别基于重建发射信号和在接收信号中减去数据的干扰这两种思想,本文给出了两种迭代信道估计算法。仿真结果表明:在数据功率为0.8或0.75的条件下,误码率为10?2时,相对于理想信道估计,第一种算法约有1dB的性能损失,第二种算法约有2dB的性能损失;这两种算法由于迭代所增加的计算复杂度为O ( N logN ),N为OFDM符号的子载波数目。本文最后在阴影衰落和瑞利衰落条件下,推导了考虑各个子流不同时到达接收机的分布发射MIMO的误码率表达式。通过与集中发射系统进行比较,分布发射系统在高于一定的信噪比门限的条件下性能优于集中发射系统。这个信噪比门限是由信道时延、空时码块长度、阴影衰落的均方差决定的。本文研究的叠加训练序列MIMO-OFDM可以为下一代无线通信系统提供更加灵活高效的空中接口:叠加在OFDM数据符号上的训练序列既能完成时间频率同步,也能完成信道估计。同时,可以灵活选择训练序列的长度,在一个OFDM符号中叠加多个序列,使得本方案能适应信道快衰落的情况。