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题目:OFDM信道估计技术及其在卫星数传系统中的应用研究

关键词:OFDM;卫星通信;Lutz模型;导频信道估计

  摘要

高速高频谱效率的调制技术是高速卫星数据传输系统的关键技术,正交频分复用(OFDM)技术,由于具有良好的抗多径干扰能力和更高的频谱利用率等优点,特别适用于高速数据传输。 本文主要研究基于OFDM技术的卫星数据传输,包括卫星信道模型的建立,系统仿真平台的建立,以及针对该系统的信道估计算法的研究。所做的工作和取得的主要成果如下: 详细讨论了三个较常用的卫星通信信道衰落模型,C.Loo模型、Corazza模型和Lutz模型,其中重点分析了项目中所采用的Lutz模型,并对这几种信道模型进行了综合比较。给出了卫星信道建模中所涉及到的三个概率分布函数,并从物理意义上对这些分布函数进行了分析。 分析了Lutz卫星信道模型的实现方法和过程,着重讨论了组成Lutz卫星信道模型的三种分布仿真模块的实现方法和过程;因为Lutz信道模型是一个两状态模型,信道需要在“好状态”(Rician信道)和“坏状态”(Rayleigh-Lognormal信道)之间进行切换,所以论文还研究了实现Lutz卫星信道模型动态切换的方法,使得信道能实现“好状态”与“坏状态”之间的切换;最后实现了Lutz信道模型的整体仿真模块,给出了仿真结果。 最后在所建立的系统仿真平台上进行了信道估计算法的研究。首先将一些现有的算法应用于所建立的卫星数据传输系统平台,讨论了各种算法在系统中的估计性能,主要有基于块状导频的MMSE、LMMSE估计算法,基于梳状导频的线性内插、二阶多项式内插估计算法和基于网状导频的二维维纳滤波、二级一维维纳滤波估计算法,最后对现有的二级一维维纳滤波进行了改进,即将第一级维纳滤波用线性内插代替,得出了线性内插与一维维纳滤波相结合的估计方法,在估计性能变化不是很大的情况下,降低了算法复杂度。