OFDM中导频的设计

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第三次：OFDM中的导频及ICI消除

应用这些窗形可以减轻系统的加性噪声和ICI的影响。典型的时域加窗方案都是基于多普勒频移，利用最小均方误差算法来实现的。
谢谢~
块状导频图样
适用于复杂信道环境，如快速时变信道，但是在进行信道估计和插值算法时接收机的结构相比于前两种图案要复杂的多。
最佳导频设计
主要考虑因素最大化各态历经（平均）信道容量最小化信道的均方误差（MSE）降低误码率
OFDM中ICI的分析及消除方法
引起ICI的原因收发机之间的采样时钟偏差
设计导频图案主要考虑的因素是导频的数目多少、插入位置的选取等等。影响导频图案选择的关键参数有两个：
• 影响最小相关时间的最大多普勒频移。 • 决定最小相关带宽的最大多径时延。
常见的导频图样
块状导频图样
适合时间方向上的慢衰落，优点是对信道的频率选择性失真不是很敏感。
块状导频图样
适用于快衰落信道，优点是如果信道处于频率选择性失真时，采用该图案可以很好的对抗由于信道信息变化而对传输信息的影响。采用条件是：信道的相干带宽要远大于子载波之间的间隔。
• 通过发端编码的ICI自消除方法
原理是根据ICI系数的用相邻符号间的相关特性来消除ICI。
ICI 自消除算法属于在发送端对信号进行处理来抑制 ICI。这种方法主要是通过将一个子载波上符号通过线性变换调制到相邻的子载波上，在接收端再经过线性变换，将两个子载波叠加，这样两个子载波产生的 ICI 就会相互抵消，最终达到消除 ICI 的目的。 ICISC 的优点是结构和算法极其简单，并能够有效的抑制 OFDM 系统的 ICI，缺点是频谱利用率很低。
一般是由于接收机和发射机之间的参考晶振不能做到完全一致，或者晶振的精度不高产生。

OFDM系统频偏估计补偿方案的FPGA设计与实现

OFDM系统频偏估计补偿方案的FPGA设计与实现OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统是一种常用的多载波调制技术，广泛应用于无线通信领域。

在OFDM系统中，由于各个子载波的频率相互正交，可以同时传输多个子载波信号，提高了频谱利用效率，提高了抗多径传播和频率选择性衰落的能力。

然而，在OFDM系统中，由于发送和接收端的本振源存在不一致导致频偏，这会导致接收端无法正确解调出信息，因此需要进行频偏估计和补偿。

基于导频的频偏估计补偿方案是OFDM系统中最常用的一种方案。

其原理是通过发送端在每个OFDM符号中插入导频信号，接收端通过获取导频信号并计算其相位差来估计频偏值。

然后通过将频偏值传回发送端，通过相位补偿使得接收端的导频相位和发送端一致，从而实现频偏补偿。

该方案设计实现上较为简单，但是需要占用部分载波资源来发送导频信号，降低了整体的频谱利用率。

基于BEP的频偏估计补偿方案是一种更为高效的方案。

其原理是通过接收端在每个OFDM符号中对接收到的数据进行解码，然后计算块奇偶校验码，通过比较实际解码后的块奇偶校验码和理想解码的块奇偶校验码来估计频偏值。

然后通过将频偏值传回发送端，通过改变时钟频率来实现频偏补偿。

该方案不需要发送导频信号，提高了频谱利用率，在实际应用中更为常用。

FPGA（Field Programmable Gate Array）作为一种硬件可编程器件，具有并行处理能力和灵活性，适合用于OFDM系统频偏估计补偿方案的设计与实现。

设计中，需要考虑如下几个关键步骤：1.子载波解调和导频提取：接收端需要进行OFDM符号的同步，然后对接收到的OFDM符号进行FFT变换得到频域符号，再提取导频信号进行相位计算。

这一部分可以通过FPGA实现。

2.频偏计算：根据导频相位差计算频偏值，可以使用相位差计算公式进行计算。

3.频偏补偿：将计算得到的频偏值通过数据接口传回发送端，发送端根据频偏值进行相位调整来实现频偏补偿。

短波OFDM系统中基于导频的信道估计的研究

Ｖｏ１．３３Ｎｏ．１０
４２
舰船电子工程
ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
总第２３２期２０１３年第１Ｏ期
短波ＯＦＤＭ系统中基于导频的信道 Fra bibliotek 计的研究
（ＯＦＤＭ）通信系统中，为了减小信道多径和衰落特性对信
使导频在时问和频率上的间隔分别不超过信道的相关
时问和相关带宽，保证信道估计的准确性。如果信道的相关带宽小于信号带宽，则该信道称为频率选择性衰落
李一杰周新力
２６４００１）（海军航空工程学院电子信息工程系，烟台摘要
在基于导频的短波ＯＦＤＭ通信系统信道估计中，导频信号的设置方式对于信道完整响应的估计性能具有很大影响。通常导
频信号的设置从两个方面进行：１）导频在时间和频率方向的插人间隔；２）导频的插入图案。论文针对四种不同的信道环境，对系统选择不同导频图案进行信道估计后，系统的误比特率性能进行仿真分析，说明了各种导频图案的优缺点，指出了最适用于短波ＯＦＤＭ系统的导
ＬＩＹｉｊｉｅＺＨＯＵＸｉｎｌｉ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮＡＡＵ，Ｙａｎｔａｉ２６４００１）

OFDM无线多媒体系统中导频载波设计方法

ｅｏａａｃｓｄｔｒｎｄｒｒｖｒｎｅｉｅｅｍｉｅ．Ｔｅ，ｐｌｔｓｂａｒｒｒｎｅｔｄｎｏｈｅＦｉｈｎｉｕｃｒｉｓａｅｉｓｒｉｔｔＯＤＭｓｂａｒｒｔｑａｐｃｎａｒｗｓ，ａｄｏｅｅｕｃｒｉｓｗｉｅｕｌｓａｅａｄｐｉ— ｉｅｎｅｈ
ＵＨａ — ａｉｔｏ
（ｏｌｅｏｌｃＣｌｇｆＥｅｔｉｎｒｔｎａｄＣｎｒｎｉｒ，Ｂｉｎｅｏｆｏｏｅｎｊｇ
ｏｅｈｏｇ，Ｂｉｎ００２ｈｎｆＴｃｎｌｙｅｉ１０２，Ｃｉｏｊｇａ）
ｈｈｎｅｓｍａｉｒｒｖｒｎｅｉｉｒｄｏｔｔｅｃａｎｌｅｔｔｎｅｏａａｃｓｆｕｅｕ．Ｆｎｌ，ｔｅｖｒａｃｓｃｍｐｒｄｗｉｅｔｒｓｏｄｖｕ．Ｂｅｃａｎｌｉｏｉｇｉａｌｙｈａｎｅｉｏａｅｔｔｈｅｈｌａｅｉｈｈｌｙｔｈｈｎｅ
ｅｋｙｉｅｆｔｉｅｄａｏｓｈ
ｓｈｍｅｉｔａｅｓｌｃｉｎｏｉｅｅｔｐｌｔｓｂａｒｅｓｂｓｄｏｃａｎｌｑａｉｆｒｅｃｒｍｅｈｍｐｅｎａｉｎｐｏｅｓｉｃｅｓｈｔｔｅｅｔｄｆｒｎｉｕｃｒｉｒｉａｅｎｈｎｅｕ￣ｏａｈｆｈｏｆｆｏｌａ．Ｔｅｉｌｍｅｔｔｒｃｓｓｏ

OFDM中基于导频的DFT的信道估计算法改进的研究

OFDM中基于导频的DFT的信道估计算法改进的研究OFDM（正交频分复用）是一种广泛应用于无线通信系统中的调制技术。

在OFDM系统中，信道估计是一项重要的任务，旨在通过估计信道的频率响应来跟踪信道特性并减少信道带来的影响。

在OFDM系统中，导频是一种在已知的位置上发送的已知信号，用于估计信道响应和校准接收端。

本文将探讨基于导频的DFT的信道估计算法改进的研究。

首先，我们将介绍传统的基于导频的DFT信道估计算法。

在传统方法中，导频信号被插入OFDM信号的每个OFDM符号中。

接收端通过对接收到的OFDM符号进行DFT变换，并通过相位差计算来估计导频信号的传输信道响应。

然后，通过插值技术，可以将导频信道响应估计扩展到整个OFDM符号上。

这种方法的优点是简单且易于实现，但它的性能在低信噪比（SNR）下较差。

为了改进基于导频的DFT信道估计算法，有几种方法可以考虑。

首先，我们可以使用更多的导频子载波，以增加信道估计的准确性。

使用更多的导频子载波可以提高信噪比下的性能，并减少接收端估计误差。

其次，我们可以采用复杂的插值技术来改进信道估计的精度。

传统的插值技术在估计信道响应时可能会引入一些误差，而更复杂的插值技术可以更准确地估计信道响应，从而提高性能。

第三，我们可以利用先验知识来辅助信道估计。

例如，我们可以利用先前的信道估计结果和统计信息来进行更准确的估计。

最后，我们可以采用自适应算法来提升信道估计性能。

自适应算法可以根据不同的信道条件自动调整参数，从而适应不同的信道环境。

在实际应用中，这些改进的方法可以结合使用来提高信道估计性能。

例如，我们可以使用更多的导频子载波，并采用先进的插值技术来提高估计的准确性。

同时，通过利用先前的信道估计结果和自适应算法来优化估计性能。

这样的综合方法可以在不同的信道环境下提供更可靠和准确的信道估计。

总结来说，基于导频的DFT信道估计算法被广泛应用于OFDM系统中。

通过改进传统的信道估计算法，可以提高性能，并减少接收端估计误差。

基于导频的OFDM系统设计

］孽Ｙ吊（，（，ＹＮ１，则有： ●＝教Ｊ［字一执～Ｙ））术一０Ｙ１ …，（一）十一 ● 与应
Ｙ＝ＸＦｈ＋Ｎ＝ＸＨ＋Ｎ
时＇醇
豳２块状导颤
暇３糠状导壤
２１２．．基于块状导频信号的信道估计算法（）１基于块状导频信号的Ｌ信道估计算法。Ｌ算法就是在不考ｓｓ虑噪声的条件下，估计信道的冲击响应，使代价函数最小。Ｌ算ｓ
利用率、复杂性方面有很强的竞争力，下一代宽带无线接人系统导频分布模式适用于慢衰落的无线信道。由于在一个ＯＦＤＭ符号也采用了Ｏ作为其调制技术。目前ＯＦ技术已被广泛应用的所有子载波上都有导频，所以在频域无需插值，因此这种导频ＦＤＭＤＭ于欧洲数字音频广播标准（ＡＤＢ）、数字广播电视标准（ＶＢ）、Ｄ分布模式对频率选择性衰落相对不敏感。梳状分布是指导频在每
软件设计与开发
马越超 ’ 吕达。
（．职业技术学院内蒙古包头０４３；２包头职业技术学院内蒙古包头０４３）１包头１００．１００
摘要：Ｄ（ｔｏｏａＦｅｕｎｙＤｖｉｌｐｅｉｇ是由多载波调制发展而来。ＯＦＭＯｒｇｎｌｒｅｃｉｉｏＭｕｉ－ｘ）ｈｑｓｎｔｌｎ文章分析了Ｄ系统模型，０ＦＭ简单分析了ＤｏＦＭ的关键
无线局域网（欧洲Ｈｉｅｌｎ，北美８２１ａ）、宽带无线接人个块中是均匀分布的，这种模式在时域上是连续估计的，所以它ｐｒａ２０．ｌ等（ＭＡＸ）等系统中。并成为４无线通信系统的最有竞争力的ＷｉＧ具有很强的抗快衰落能力，但是因为部分特定的子载波上才携带解决方案之一。导频，数据子载波上的信道频响需要通过对相邻导频子载波上的新一代移动通信要求能可靠地传输高速数据，实现语音、数信道响应插值而得到，所以梳状导频相对于块状导频而言对频率据、图像通信，无线移动信道具有频率和时间选择性衰落特性，和所造成信息传输中的符号间干扰，无码特性变差。采用ＯＦＤＭ调选择性衰落更为敏感。两种导频的分布如图２图３示。本文主要采用基于块状的导频分布。制，将宽频带的衰落信道变为相互正交的窄带信道，在每个窄带信道上，信道呈现平稳慢衰落特性。因此信道估计ＸＯＦｆＤＭ传输

OFDM系统中的导频插值算法研究

算法的基本思想如下：导频子载波数为 Ⅳ ，子载波总数为Ｎ，根据频域采样定理， Ⅳ 必须大于信道冲激响应长度；
导频在整个０Ｆ符号中等间隔分布，间隔为ＭＤ
３４时域插值算法．
时域插值算法是一种比较有效的插值方法。利用了零填补法和ＦＴＩＦＦ／ＦＴ变换，将已经估计的导频点处的
ＯＦＤＭ系统中，梳状导频只需等间隔分布，且恒模即可，因此我们采用小ｍ序列作为发送信号。在仿真中，我们假定系统已经完全同步，而且保护间隔大于信道最大多径时延。我们采用了两组仿真参数：ｏｔ０信道参数和ｃｓ７２
图３ｃｓ０信道下三种插值算法的ＭＳ性能曲线ｏｔ７２Ｅ
除第１和最后１外，通过其他断点的三次多项式点点
圆困圜园
插值、低通插值和时域插值等。我们先将一些通用的方法
简要介绍一下。
３１线性插值算法．
线性插值算法是运用两个已知频率点的信道响应，频率点间的间隔为，来线性插值出两个频率点之间的
ＯＦＭ系统中的－Ｄ＠ｍ插值算法研究
系统方程如下式：
（＝（＋＝￣Ｌ，『）Ｉ），ｍ１
（１）
，
（）＋Ｌ
＋）
（２）
ｙ＝Ｈ（＋７）（（７）））（
其中０，
其Ｙｎ是Ｎ× 维接信；ｎ是中（）１的收号Ｘ（）
１、、
Ｘ

OFDM系统中基于遗传算法的导频设计

１、引言
在正交频分复用（Ｄ，ＯｒｏｏａＦｅｕｎｙＤｖｓｎｌｐｅｉｇＯＦＭｔｇｎｌｒｑｅｃｉｉｏｔｌｎ）系统中，常需要采用信道估ｈｉＭｕｉｘ计技术。对信道估计中梳状导频的最优设计，文献０给出了能使最小二乘（ＳｅｓＳｕｒｓＬ，Ｌａｔｑａｅ）信道估
中图分类号：Ｔ９１３Ｎ１．２文献标识码：Ａ
ＧｅｅｉｇｒｔｍｓｄＰｌｔｓｇｒＯＦＤＭｙｔｍｓｎｔБайду номын сангаасＡｌｏｉｈＢａｅｉｉｎｆｃｏＤｅｏＳｓｅ
ＷＵ — ａ，ＩＤａｙｎＪＡＮＧｎ，ＢｉＧＡＯ－ｉＸｉｑ
ｅｕｌｐａｅｎｄｅａｏｗｅｅｉｏｏｅｎｐｉａｌ．ｓｄｏｃｕａｑａｃｄａｑｕｌｓｐｒｄｐｌｔｔｎｓｉａｐｌｂｅＢａｅｎａｔｌＯＦＤＭｙｓｅ，ｔｉａｒｃｓｔｍｓｈｓｐｐｅＵｅｅｇｎｔｌｏｉｈｔｐｉｚｅｌｃｔｎｏｈｅｐｉｌｉｎｅｐｏｒｏｈｅｐｌｔｔｎ，ＳＳｔｅｅｉａｇｒｔｍｏｏｔｍｉｅｔｏａｉｆｔｌｗｈｉｇｖｅｔｗｅｆｔｉｏｏｅｈｃｈｏｏｔｅｈｓ
ｆｔｎｌｂｌＣｍｍｎｃｔｎｅｅｒｈａｏａｒ，ｎｉ１０６ＮａｏａＭｏｉｏｕｉｉｓａｂｒｔｙＮａｊｇ２９）ｉｅａｏＲｃＬｏｎ０
（ＷＵ－ａ， — ｉＤａｙｎＥｍａｌ：

OFDM系统中基于导频

2023/12/22
3
OFDM系统中信道估计的必要性
第二，是差分检测，该方法并不需要知道信道响应的绝对参考值，它只需要知道各符号之间的相对幅值和（或）相对相位。但差分检测会比相干检测在SNR性能上损失3dB。如果要考虑到自适应调制或STC与MIMO－OFDM结合的系统，信道估计就变得必不可少了。因此，在OFDM系统中准确的信道估计十分重要。
Y Y (0),Y (1), ,Y (N 1)T ,
X diag X (0), X (1), , X (N 1),
N N (0), N (1), , N (N 1)T .
2023/12/22
13
信道估计算法
假定信道响应向量h和信道噪声向量n互不相关，那么在LS算中，最小化 (Y XFh)H (Y XFh) 就可以得到频域的信道估计：
OFDM系统作为一种宽带无线通信的手段，本身具有利用频率分集的能力，如果通过在不同子载波间进行编码，并结合MIMO传输技术，则可以利用时间、空间获得更大的系统增益。而在这其中的信道估计由于空间维数的增加、空时编码的要求而变得复杂，若再要考虑多用户OFDM系统、OFDM系统中的链路自适应问题，则信道估计这一方面十分值得研究。
10
导频的放置
如果我们仅在时域或频域进行插值，这时就可以只进行一维的插值运算。这时我们可以在特定间隔的OFDM符号的所有子载波上放置导频，这如图4所示，称为块状的导频放置。也可以在所有的OFDM符号中特定的子载波位置放置导频，如图5所示，称为梳状导频放置。第一种块状导频插入方法适合于信道慢变的情况，即可以认为在一个块的时间间隔内信道是恒定的，例如在一些 WLAN的标准中即采用这种方式。第二种梳状导频放置方法既需要估计导频处的信道响应又要使用内插方法计算出其余频点处的信道响应。

导频的OFDM信道估计

导频的OFDM信道估计基于导频的OFDM信道估计目录摘要 ..................................................................... .................................................................. - 2 - 第1章绪论 ..................................................................... ..................................................... - 3 -1.1 OFDM技术发展历史...................................................................... ............................. - 3 - 1.2 OFDM技术的优点 ..................................................................... ................................. - 3 - 1.3 OFDM技术的缺点 ..................................................................... ................................. - 4 - 第2章无线信道 ..................................................................... ............................................. - 5 - 2.1 无线信道的衰落特性 ..................................................................... ............................. - 5 - 2.2 多普勒效应...................................................................... ............................................ - 6 - 2.3 无线信道的模型 ..................................................................... ..................................... - 7 -2.3.1 高斯(Gaussian)信道模型 ..................................................................... .................. - 7 -2.3.2 瑞利(Rayleigh)信道模型 ..................................................................... .................. - 7 -2.3.3 莱斯(Rician)信道模型 ..................................................................... ...................... - 7 - 第3章 OFDM系统的基本原理 ..................................................................... ..................... - 8 - 3.1 OFDM系统的基本原理 ..................................................................... .......................... - 8 - 3.2 OFDM系统基本模型...................................................................... ............................. - 8 - 第4章基于导频的OFDM信道估计方法 ..................................................................... ... - 11 -4.1 OFDM 系统的信道估计模型 ..................................................................... ............... - 11 - 4.2 导频结构 ..................................................................... .............................................. - 13 - 4.3 基于块状导频的信道估计 ..................................................................... ................... - 14 -4.3.1 LS算法 ..................................................................... ........................................... - 14 -4.3.2 MMSE算法 ..................................................................... .................................... - 15 - 4.4仿真结果及分析 ..................................................................... .................................... - 16 - 参考文献 ..................................................................... ........................................................ - 17 - 附录 ..................................................................... ................................................................ - 18 - - 1 -基于导频的OFDM信道估计基于导频的OFDM信道估计摘要正交频分复用技术(OFDM)是一种无线环境下的高速多载波传输技术，具有很高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，是第四代移动通信系统的核心技术。

OFDM系统中基于导频的TGn信道估计

ＬｉｕＸｉａｎｑｉａｏ，ＧａｏＸｉａ２，ＺｅｎｇＪｉ，
（Ｊ．ＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓＢｕｒｅａｕｉｎＸＸｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃｔｉａｏｎＤｅｐａｒｔｎ￣ｍ，Ｃｏｍｍｉｓｓｏｉｎｆｏ
中图分类号：ＴＮ９１１．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２ — ２２７９一（２０１７）０１ — ００３３ — ０３
—
Ｐｉｌｏｔ－ｂａｓｅｄＴＧｎＣｈａｎｎｅＩＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎ０ＦＤＭＳｙｓｔｅｍ
更佳，易于硬件实现。关键词：ＯＦＤＭ系统；ＴＧｎＤ信道估计；训练序列；导频；均衡；插值
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１００２－２２７９．２０１７，０１．００９
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＦＤＭ）ｉｓａｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｅｎｍｔｆＰｏＬＡＧｅｎｅｒａｌｓｔａｆｆ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ；

一种OFDM系统中导频信号的设计方法-

一种OFDM系统中导频信号的设计方法孙乐1,2, 杨维1,2, 许昌龙21. 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京1000442. 东南大学移动通信国家重点实验室，南京210096摘要：从系统设计的角度研究了正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）系统中的信道估计技术，提出一种最优导频的设计方法。

该方法首先根据信道的最大多径时延和最大多普勒频移来确定导频符号的时域和频域间隔，并利用穷举法列举所有可能的导频图样，最终根据估计信道和实际信道的均方误差(Mean Square Error, MSE)结果得到最优的导频图样。

为了验证设计方法的正确性和有效性，将提出的设计方法应用到长期演进(Long Term Evolution, LTE)系统，利用曲线验证最优导频的优越性，仿真结果表明应用所设计的最优导频图样的系统与应用原始LTE导频图样相比具有更好的误码率(Bit Error Rate, BER)性能。

关键词：正交频分复用；导频设计；穷举法；均方误差；长期演进中图分类号：TN929.533 文章编号：A novel method for the optimal pilot pattern design in Orthogonal FrequencyDivision Multiplex systemsSun Le1,2, Yang Wei1,2 , Xu Changlong21. State Key Laboratory of Rail Traffic Control and Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044, China2. National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University, Nanjing 210096, ChinaAbstract: A novel method for the optimal pilot pattern design is proposed for Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) systems. Firstly, the spacing in the time and frequency domain between two pilot symbols are determined according to the largest multi-path delay and the maximum Doppler frequency shift, respectively. Then the exhaustive search method is used to list all possible pilot patterns. Finally, the mean square error between the estimated channel and actual channel are calculated in order to obtaining the minimum one which corresponds to the optimal pilot pattern. In order to verify the correctness and effectiveness, the proposed method is then applied to the LTE system. Simulation results show that the system Bit Error Rate performance of the optimal pilot pattern obtained by the proposed algorithm is better than that of the original one in LTE system.Key words: Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM); Pilot pattern design; Exhaustive search method; Mean Square Error (MSE); Long Term Evolution (LTE)1.引言在下一代移动通信系统中，数据的相干检测和译码都需要预先知道收发天线间的信道信息，因此信道估计成为下一代移动通信系统的关键技术之一。

OFDM中导频的设计

Pilot design for OFDM system
Optimal training sequence or pilot design in OFDM system
演讲人：戚飞日期：2011-4-26
Pilot design for OFDM system
主要内容 1.多载波模型 2.OFDM正交频分复用 3.CP循环长度
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
NC 1 k 0
x t
k k
Pilot design for OFDM system
多载波发射机将数据符号划分为Nc个数据块，用Nc个载波调制并行发送，
多载波的信号可以写成多个载波的融合，即： S t
NC 1 k 0
x t
k k
其中 S t 为多载波调制信号， k 为第k个子载波的调制数据符号，
1 j 2 f k t e t 0, TS 可以提高频谱效率。一般的正交波形为： k t TS 0
其中
fk
为第K个子载波的频率。
Pilot design for OFDM system

基于OFDM调制的可见光通信系统的导频设计_郭心悦

图１基于ＯＦＤＭ调制的ＶＬＣ系统框图
ＦＤＭ调制在频谱利用率和克服多径方面性能更Ｏ佳，因此是一个重大突破。目前，已有较多基于这些研ＦＤＭ调制技术的ＶＬＣ实验系统的研究，Ｏ］５４－。究大多关注系统可靠性与高效性的整体设计［这些研究表明，信道估计是接收端信号检测最重要的模块之一，其准确性直接决定了系统数据传输的可靠性。基于导频的信道估计方法是目前可见光通信系统中常用的信道估计方法，该方法实现简单且性能较好，其性能主要依赖于导频的插入方式和插入数目，因此导频设计是影响信道估计准确性的重要因素。导频数目越多，信道估计性能越好，另一方面，由于导频会占用数据传输的频谱资源，因此，过多的导频数目会降低系统的频谱效率。文献［６］５－采用了在传输数据块之前插入连续导频的方法进行］进一步提出在Ｏ信道估计。文献［８ＦＤＭ数据块７－中插入稀疏导频的方法来提高信道估计性能。在这些研究中，导频间隔的选取都依赖于实验，并没有给出理论依据。基于此，本文研究了基于ＯＦＤＭ调制的可见光的基础通信系统的导频设计。首先，在文献［８］７－上，结合室内可见光通信信道特性，选取更适用于频率选择性信道的块状导频结构。其次，从理论上给出了导频间隔与信道容量下界的关系式，从中推导出理论上的最优导频数目。最后，建立了基于ＦＤＭ调制的可见光通信实验系统。实验结果表Ｏ明，随着导频数目的变化，实验系统得到的系统频谱效率与理论给出的信道容量下界的变化趋势吻合，即本文提出的导频数目与信道容量下界的理论关系式为可见光通信的最优导频数目设计提供了理论依据。

OFDM系统中的导频研究与设计的开题报告

OFDM系统中的导频研究与设计的开题报告一、研究背景OFDM系统是一种广泛采用的多载波调制技术，其具有高速数据传输，抑制多径效应等特点。

然而，OFDM系统中频率偏移、多径效应等问题会引起接收信号的失真。

为了减小这些影响，OFDM系统引入了导频技术。

导频技术可以用于频偏估计，信道估计和符号定时等。

因此，导频技术在OFDM系统中具有重要的应用价值。

二、研究目标本文旨在探索和设计OFDM系统中的导频技术，具体研究如下：（1）分析OFDM系统的基本原理和导频技术的特点。

（2）研究导频技术的种类和算法。

（3）设计适合OFDM系统的导频技术，并实现其信道估计功能。

（4）对设计的导频技术进行仿真和实验验证。

三、研究内容（1）OFDM系统基本原理研究OFDM系统是一种基于多个正交子载波的调制技术。

OFDM系统基于正交子载波技术，能够克服频率选择性衰落、提高频带利用率、降低码间干扰等问题。

OFDM系统的基本原理包括OFDM信号生成、原始数据转换、调制和解调过程，模拟信道中的等效基带信号和抽头充当的信道简化等。

掌握OFDM系统的基本原理，对于导频技术设计具有重要作用。

（2）导频技术的种类和算法研究在OFDM系统中各个子载波中，经常嵌入冗余序列来作为导频信号，通过对接收到的导频信号进行处理，可以获得信道状态信息，以帮助恢复原始信号。

目前，OFDM系统中的导频技术主要包括均匀导频技术、非均匀导频技术等。

其中，均匀导频技术是最基本、最简单的导频技术，具有广泛应用前景。

（3）设计适合OFDM系统的导频技术，并实现其信道估计功能。

本文主要研究均匀导频技术，并设计出适用于OFDM系统的导频技术，并使用matlab和Simulink来实现模拟试验。

该技术可通过计算收到的导频信号之间的欧几里得距离，估计信道参数，达到精确估计的目的。

该技术具有硬件复杂度低，能满足高信号误差和均匀纹波的需求等优点。

（4）对设计的导频技术进行仿真和实验验证。

OFDM放大转发中继系统的导频最优设计的开题报告

OFDM放大转发中继系统的导频最优设计的开题报告1. 研究背景和意义随着通信技术的发展和普及，无线通信系统的应用越来越广泛。

但同时，无线信道的复杂性和不可预测性也给通信系统的设计和实现带来了巨大挑战。

OFDM技术是一种广泛应用于现代无线通信系统中的调制技术，具有抗多径衰落和频带利用率高的优点。

而OFDM中的导频则是一种用于信道估计和同步的重要信号，其设计的合理性与性能直接影响到整个通信系统的可靠性和效率。

OFDM中继放大转发系统则是一种常用的实现方式，通过中继器协助信号放大和转发，可以提高信道容量和覆盖范围。

因此，如何设计和优化中继放大转发系统中的导频信号成为了OFDM系统中需要研究和解决的关键问题之一，对于提高通信系统的性能和质量具有重要意义。

2. 研究内容和方法本文将研究OFDM放大转发中继系统中导频信号的最优设计方法，并基于该设计方案开展仿真实验，对模拟结果进行分析和评价。

本文将从以下几个方面展开研究内容：2.1 OFDM中继放大转发系统的基本原理与特点首先，本文将介绍OFDM中继放大转发系统的基本原理和工作特点，包括数据传输流程、信道建模和信号处理等方面。

同时，还将介绍OFDM 中继放大转发系统中导频信号的作用和重要性。

2.2 OFDM导频信号的设计和优化方法本文将重点研究OFDM中继放大转发系统中导频信号的最优设计方法，包括多种不同的设计方案和算法。

其中，将考虑不同的信道模型和信噪比条件下的设计方案，并比较各个方案在性能和效率上的差异和优劣。

2.3 仿真实验和性能评价本文将基于Matlab等仿真工具，对设计的导频信号进行仿真实验，并对仿真结果进行性能评价和分析。

具体来说，将采用各种性能指标和评价方法，如误码率、信噪比、覆盖距离等，来评估设计方案的优越性和适用性。

3. 学术价值和实际意义本文的研究将有助于提高OFDM中继放大转发系统的信道容量和通信质量，通过优化导频信号的设计和传输，降低数据传输中的误码率和信道失真，提高系统的稳定性和可靠性。

第三次：OFDM中的导频及ICI消除

通过接收端加窗的ICI消除方法根据加窗位置，分为：
① 窗形加在传输端
② 窗形加在接收端FFT之前用到的具有很小旁瓣并且能够很好的保持载波间正交的窗形称为Nyquist窗。比较常用的Nyquist窗有：矩形窗函数（Rect) ）、升余弦窗函数（RC ）及最近经常提到的改进升余弦窗函数（BTRC）
OFDM系统中导频图样的设计
导频图样的设计是基于OFDM的无线通信系统中的关键环节，接收端要想正确的将接收到的信号进行解调和提高系统带宽的最大利用率，导频图案的选择起到关键作用。导频图案的设计要满足的条件是信道估计算法、信道的最小相关带宽。另外导频位置的选择必须能良好的跟踪信道传输系数的变化，又不能过多的占用有限的信道频带。

OFDM系统模型
在发射端，发射数据经过常规多进制星座图(QPSK，16QAM，64QAM等)的调制形成速率为R的基带信号。这里要求码元波形是受限的，并且数据要成块处理。然后经过串／并变换成为N个子信号，再去调制相互正交的N个子载波，最后相加形成OFDM发射信号。在接收端，输入信号分为N个支路，分别用N个子载波混频和积分，恢复出子信号，再经过并／串变换和常规QAM(或QPSK等)解调就可以恢复出数据。由于子载波的正交性，混频和积分电路可以有效地分离各个子信道。
适用于复杂信道环境，如快速时变信道，但是在进行信道估计和插值算法时接收机的结构相比于前两种图案要复杂的多。
最佳导频设计
主要考虑因素

最大化各态历经（平均）信道容量最小化信道的均方误差（MSE）降低误码率
OFDM中ICI的分析及消除方法
引起ICI的原因

收发机之间的采样时钟偏差
• 通过发端编码的ICI自消除方法原理是根据ICI系数的线性特性，在发端预先对发送的数据进行编码，利用相邻符号间的相关特性来消除ICI。 ICI 自消除算法属于在发送端对信号进行处理来抑制 ICI。这种方法主要是通过将一个子载波上符号通过线性变换调制到相邻的子载波上，在接收端再经过线性变换，将两个子载波叠加，这样两个子载波产生的 ICI 就会相互抵消，最终达到消除 ICI 的目的。 ICISC 的优点是结构和算法极其简单，并能够有效的抑制 OFDM 系统的 ICI，缺点是频谱利用率很低。

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Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Pilot design for OFDM system
Optimal training sequence or pilot design in OFDM system
演讲人：戚飞日期：2011-4-26
Pilot design for OFDM system
主要内容 1.多载波模型 2.OFDM正交频分复用 3.CP循环长度
1 j 2 f k t e t 0, TS 可以提高频谱效率。一般的正交波形为： k t TS 0
其中
f k 为第K个子载波的频率。
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TS
k t l t dt k l
4.基于导频设计的OFDM
5.最佳导频的设计
TSf
W 1 N WC
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1.多载波模型
多载波模型在上世纪六十年代首次提出，作为OFDM的基础技术。 W 在多载波模型中，可将带宽分成个子带宽或者子载波,每个带宽为 f N
C
S t
0
现在实际应用中在发送端利用IFFT，在接收端利用FFT。
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3.CP循环前缀
当信号通过频率选择性信道，会出现符号间串扰（ISI intersymbolic-interference）。在OFDM系统中，这会影响子载波的正交特性，将会产生载波间串扰
信道脉冲响应的线性卷积转变成循环卷积，由于时域的循环卷积对应于频域的相乘，子载波仍是正交的，因此也就没有ICI了。
Pilot design for OFDM system
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Pilot design for OFDM system
最佳导频的设计主要是考虑的主要因素：1.最大化各态历经（平均）信道容量 2.最小化信道的均方误差(MSE) 3.降低误码率（SER）
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x
k t 为第k个子载波的调制波形。
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2.OFDM正交频分复用
多载波调制采用正交波形来调制子载波，被称作正交频分复用
（OFDM orthogonal frequency division multiplexing）。
由于子载波用正交波形来调制，子载波可以由频谱的重叠，
（ICI intercarrier interference）。循环前缀（CP cyclic prefix）的概念的提出就是为了
解决这个问题。循环前缀是对OFDM尾部的一种复制，并把它加到发送符号的首部
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如下图所示，在解调前去除。循环前缀的长度应该至少和信道脉冲响应的主要部分的长度一样，利用循环前缀作为保护带符号间的ISI可以避免。
NC 1 k 0
x t
k k
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多载波发射机将数据符号划分为Nc个数据块，用Nc个载波调制并行发送，
S 多载波的信号可以写成多个载波的融合，即： t
NC 1 k 0
x t
k k
其中 S t 为多载波调制信号， k 为第k个子载波的调制数据符号，
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0
由上式可以得出子载波确实是正交的，尽管频谱会发生重叠，但是由于子载波的正交特性，不会在载波的位置上发生干扰。
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基于子载波的正交特性，OFDM的解调包括Nc个匹配滤波器。
利用匹配滤波器的相关性，将式写作： yk
TS
s t k t dt