1、無(wú)線通信技術(shù)作為最有朝氣的科研領(lǐng)域之一，它打破了存在物理方面的限制和制約的有線通信的桎梏，使得各用戶可以任意的在無(wú)線電波能夠輻射到的地區(qū)進(jìn)行通信，極大的開(kāi)拓了通信的時(shí)間尺度和空間尺度。隨著越來(lái)越大的數(shù)據(jù)量和越來(lái)越快的傳輸速率的需求，作為一種關(guān)鍵技術(shù)，通信系統(tǒng)對(duì)信道估計(jì)也有著更加嚴(yán)苛的要求。本文的主要內(nèi)容是研究不同導(dǎo)頻圖案以及不同信道估計(jì)算法的性能，并選取一種低復(fù)雜度的算法完成基于FPGA的實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先闡述了無(wú)線通信系統(tǒng)中信

2、道估計(jì)理論的研究背景與研究意義，并對(duì)信道估計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。由于信道估計(jì)的本質(zhì)是對(duì)信道響應(yīng)的求解，所以本文就大尺度衰落和小尺度衰落兩種無(wú)線信道衰落特征進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)兩種常用的適用于頻選信道的Jakes模型和可以對(duì)時(shí)頻雙選性衰落信道精確近似的復(fù)指數(shù)基擴(kuò)展模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析。本論文研究并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真分析的信道估計(jì)算法包括LS、DFT消噪和MMSE算法。研究中還對(duì)塊狀、梳狀和菱形三種導(dǎo)頻圖案進(jìn)行分析，研究在不同速度

3、下各個(gè)導(dǎo)頻圖案信道估計(jì)的性能變化。
　　本文研究的另一個(gè)重點(diǎn)是在FPGA中對(duì)相關(guān)的信道估計(jì)算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。由于LS信道估計(jì)算法和線性插值的性能較好，且復(fù)雜度很低，所以在進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn)時(shí)采用這種算法。相較于大多數(shù)的基于FPGA+DSP架構(gòu)的基帶設(shè)計(jì)，把信道估計(jì)算法的實(shí)現(xiàn)從DSP中搬移到FPGA中實(shí)現(xiàn)可以降低二者的數(shù)據(jù)通信帶來(lái)的效率問(wèn)題和設(shè)計(jì)難度問(wèn)題。本論文中基于FPGA的設(shè)計(jì)有著估計(jì)方案可變的優(yōu)勢(shì)，即可以通過(guò)用戶定義來(lái)完成塊狀、梳狀

4、、菱形導(dǎo)頻圖案的切換，也可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)域間隔和頻域間隔的設(shè)置，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
　　論文主要圍繞OFDM系統(tǒng)的基本框架進(jìn)行闡述。第一章簡(jiǎn)要描述了無(wú)線通信中信道估計(jì)理論的研究背景與研究意義，并對(duì)信道估計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，隨后還對(duì)本文所做工作和論文章節(jié)安排進(jìn)行簡(jiǎn)單梳理。第二章探究了無(wú)線信道的特征和常用的無(wú)線信道模型，主要就大尺度衰落和小尺度衰落兩種無(wú)線信道衰落特征進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)兩種常用的Jakes模型和復(fù)指

5、數(shù)基擴(kuò)展模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析。第三章首先分析了OFDM的基本原理，然后從導(dǎo)頻圖案著手展開(kāi)詳細(xì)的研究，對(duì)比分析了不同的導(dǎo)頻圖案適用于何種信道。研究發(fā)現(xiàn)，梳狀導(dǎo)頻最適用于高速移動(dòng)的環(huán)境，但是菱形導(dǎo)頻在保證與梳狀導(dǎo)頻性能接近的前提下，需要的導(dǎo)頻資源更少，提高了頻譜利用率。此外還研究了菱形導(dǎo)頻圖案中導(dǎo)頻間隔對(duì)信道估計(jì)性能的影響。第四章對(duì)第三章的結(jié)果做總結(jié)分析，選出較容易實(shí)現(xiàn)的LS信道估計(jì)算法在FPGA中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)方案中首先給出了系統(tǒng)頂層文