葛猛毕业设计开题报告.doc

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1、 南京工程学院 毕业设计开题报告课 题 名 称：无线MIMO-OFDM信道估计算法的分析 学 生 姓 名： 葛猛 指 导 教 师： 芮雄丽 所 在 院 系： 通信工程学院 专 业 名 称： 通信工程（计算机通信） 南京工程学院 2012年 3月 9 日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的

2、文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名葛猛学 号专 业通信工程（计算机通信）指导教师姓名芮雄丽职 称讲师所在院系通信工程学院课题来源自拟课题性质工程技术研究课题名称无线MIMO-OFDM信道估计算法的分析毕业设计的内容和意义毕业设计内容：1掌握无线通信特别是无线信道的

3、基本理论。2熟悉无线信道的相关特征，掌握MIMO技术的原理3熟悉基于MATALAB的通信编程，编程仿真MIMO-OFDM信道模型，分析比较多种 MIMO-OFDM信道估计算法的性能。4设计测试用例。5编程环境选择MATLAB。毕业设计应完成的技术文件：13000字以上毕业设计开题报告，2000字以上英文参考文献的中文译文。2 系统分析、系统设计文档（作为毕业论文组成部份）。3 有关模块的设计文档（作为毕业论文组成部份）。4 测试用例的设计（作为毕业论文组成部份）。5 毕业设计论文（15000字以上）。毕业设计意义： MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一，其在发端和收端均采用多天线单元

4、，运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，因势利导，开发空间资源，建立空间并行传输通道，在不增加带宽和发射功率的情况下，成倍地提高无线通信的质量与数据速率，堪称现代通信领域的重要技术突破。 随着移动通信技术的迅速发展和人们对高速通信业务的需求，OFDM(正交频分复用)与MIMO(多输入多输出)作为4G的关键技术，能够获得很高的频谱利用率和信道容量，使得其成为高速无线传输应用的有力竞争者。信道状态信息对于OFDM相干检测和MIMO-OFDM的空时解码是必须的，信道估计对于MIMO-OFDM系统非常重要，其准确性直接影响着系统的整体性能。文献综述 MIMO技术是无线移动通信领域智

5、能天线技术的重大突破。MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。随着世界各国对该技术的不断研究完善，我们有理由相信MIMO技术将成为新一代移动通信系统所必须采用的关键技术。1 MIMO技术源于无线通信天线分集技术与只能天线技术。它是多入单出与单入多出技术的结合，具有两者的优势和特征。MIMO系统在发端和收端均采用多天线单元，运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，因势利导，开发空间资源就，建立空间并行传输通道，在不增加带宽与发射功率的情况下，成倍地提高无线通信的质量和数据速率，堪称现代通信领域的重要技术突破。2MIMO技术的研究现状 自适应信号处

6、理技术及智能天线技术在MIMO技术成为无线通信的研究热点之前直是无线通信领域的研究热点。首先，MIMO技术不仅包含了智能天线技术中的信号处理技术，还包含了编码、调制和网络系统结构等技术；其次，单输入多输出结构的智能天线信号模型可视为多输入多输出结构的MIMO系统的一个特例。因此，基于MIMO的编码和信号处理技术是对智能天线技术的继承和突破。从1998年开始，国内外著名的无线通信学者和研究机构开始大量、深入地研究MIMO技术。在理论上，从Winters对无线通信系统的容量关系和空间分集技术的研究，到Telatar和Foschini对MIMO系统信道容量理论的分析，奠定了MIMO技术的理论基础；在

7、实践上， MIMO系统能够在不占用额外频谱带宽的前提下有效地提高信道容量的结论被BLAST试验的结果证明了。总结近几年来关于MIMO技术的研究， MIMO技术研究的内容主要包括以下4个方面6-9：(1)MIMO信道的建模和测量方法；(2)MIMO信道的空时编译码方法；(3)MIMO信道的信道容量分析；(4)信道估计、均衡、多用户检测等关键技术。 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术，实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation，多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速

8、数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI 。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。4文献综述 OFDM技术是利用多个低传输速率且并行频率正交的数据子载波实现高速数据速率通信的一种技术。在20世纪五、六十年代，世界上第一个MCM系统由美国军方创建了，随后，采用频率重叠技术和大量子载波的OFDM系统于1970年被发明出来，但由于实际应用中FFT的复杂度、

9、射频功率放大器的线性要求以及发射机和接收机振荡器的稳定性等制约条件，OFDM从理论向实践迈进的步伐在以后相当长的时间里被放慢了。20世纪80年代，MCM系统在经过了大量深入的研究后终于获得了突破性的进展：FFT的复杂度由于大规模集成电路的出现而得到了解决，其他一些难以实现的技术也相继得到了解决。5自此，OFDM技术走上了无线通信的舞台，开始向2G数字移动通信时代迈进。20世纪90年代，OFDM技术开始被澳大利亚和欧洲广泛应用于宽带数据通信。如：数字视频广播标准采用了多幅度调制的OFDM技术，欧洲数字音频广播标准采用了带差分相位调制的OFDM技术，高速无线接入局域网的标准8021la采用了QAM

10、的OFDM技术，无线局域网标准80216也采用了OFDM技术10。 OFDM系统中，信道估计的方法可分为导频辅助估计算法、半盲估计算和盲估计算法。盲估计基于子空间算法及高阶统计量，其运算量大、灵活差；半盲估计同时利用盲信道估计算法所用的信息和采用已知符号的信息完成信道估计；导频辅助信道估计算法123-241是指在发射端以一定的间隔在些位置插入已知的导频符号，经过无线信道后，在接收端提取导频符号处信道响应，并利用它们估计出数据符号处的信信道估计是无线通信的关键技术之一，MIMOOFDM系统的信道估计算法的研究和改进，对MIMOOFDM技术的发展有着重要意义。目前MIMO-OFDM信道估计的方法通

11、常可以分为三类：3(1)基于训练序列和导频符号的信道估计：按照某种估计准则来确定待估计的参数，并且通过逐步跟踪来调整待估计参数的估计值，其特点是需要借助训练序列或导频符号。(2)盲信道估计：利用与具体承载信息比特无关的信号本身固有的特征来进行信道估计的方法。(3) 半盲信道估计：结合盲信道估计与非盲信道估计优点的信道估计方法。通过设计训练序列或在数据中周期性地插入导频符号来进行信道估计的方法比较常用。而半盲信道估计算法和盲信道估计算法需要较短的或不需要训练序列，因此频谱效率高，获得了广泛的研究；但它们的计算复杂较高，且可能出现误差传播、相位模糊、陷入局部极小和收敛慢等问题，从而限制了它们的实用

12、性。11 MIMO-OFDM作为第四代移动通信系统的关键技术之一,其将MIMO技术与OFDM技术相结合,是无线通信领域智能天线技术的重大突破。MIMO能在不增加带宽的情形下成倍地增加系统的频谱利用率和容量;而OFDM技术被普遍认为是下文献综述一代无线通信系统必须采用的关键技术。因为OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道,从而减小了多径衰落的影响。12同时,OFDM系统非常适合使用MIMO技术来提高系统容量。将MIMO系统和OFDM系统结合起来,即构成MIMO-OFDM系统,能够更好地满足新一代无线通信技术发展的要求。由于MIMO-OFDM系统中对接收机的要求很高,只有将准确

13、的信道参数进行分集合并、相干检测和解码才能确保系统的正常工作,因此信道估计的准确性对提高MIMO-OFDM系统的性能十分关键.13参考文献：1. 鲍欣欣. MIMO信道建模与信道容量研究D.西安电子科技大学，20092. 黄丘林.MIMO无线通信技术研究D. 西安电子科技大学，20073. 于卫华.无线通信系统信道估计技术研究与实现D山东大学，20094. 于春锐.无线通信系统的信道建模与仿真研究D国防科技大学，20075. 邢艳楠.MIMO_OFDM系统中信道估计的研究D哈尔滨工程大学，2008黄韬 等.MIMO相关技术与应用M. 机械工业出版社,20076. C.EShannon.A Ma

14、thematical Theory of CommunicationJ.Reprinted with corrections from The Bell system Technical Journal, July, October,1948,27:379-423,623-6567. I.E.Telatar.Capacity of multipol-antenna Gaussian channelsJ. Bell Labs Tech.MIMO,June 1995:1-288. G.J.Foschini,M.J.Gans.On limits of wireless communications

15、in a fading environment When using multipl antennasJ.Wireless Personal communications,March,1998,6:311-3539. G.J.Foschini.Layered space-time architecture for wireless communication in fading environment when using multiple antennasJ.Bell Labs Technical Journal,Autumn,1996:41-59文献综述10. L.Zheng,D.Tse.

16、Diversity and multiplexing: a fundamental tradeoff in multiple-antenna channelsJ.IEEE Transactions on Information Theory,2003,49(5):1073-109612.Han J K ,Yook J G,et al.A deterministic channel simulation model for spatially correlated Rayleight fadingJ.IEEE Communication Letter,2002,6(2):5860.13.Abdi

17、 A,Barger J A parametric model for the distribution of the angle of arrivaland the associated correlation function and power spectrum at the mobile stationJ. IEEE Trans Veh Technology,2002.51(5):425433.研究内容1无线通信特别是无线信道的基本理论。2无线信道的相关特征，MIMO技术的原理3熟悉基于MATALAB的通信编程，编程仿真MIMO-OFDM信道模型，分析比较多种 MIMO-OFDM信道估计算法的性能。研究计划第1-3周：查找资料，掌握背景知识，系统分析与设计， 完成开题报告；完成英文文献翻译；第4-6周：编程环境熟悉第7-11周：软件代码编写第12-14周：软件测试，论文撰写第15周：论文评阅、修改，准备答辩；第16周：论文答辩特色与创新 在编程仿真MIMO-OFDM信道模型的基础上，分析比较多种MIMO-OFDM信道估计算法的性能。指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见院系意见主任签名： 年 月 日 教学主任签名： 年 月 日附：与课题内容相关的外文资料翻译不少于2000字，参考文献不少于10种。