臺灣博碩士論文加值系統

正交分頻多工技術(OFDM)是由多載波技術演變而來，並且能提供高速資料傳輸的一種多工技術。在資料傳送的過程中，由於受到通道的影響，接收端收到受到污染的資料。因此我們必須估測通道，透過通道補償的方式來重建傳送的資料。
本文探討在OFDM中利用參考訊號(pilot)做通道估測的方法，介紹在OFDM系統中，兩種通道估測的方法comb-type和block-type的優缺點。並且透過模擬的方式來驗證在comb-type的估測方法較適合在快速衰減的環境中，而對於頻率選擇衰減卻較敏感。而block-type的估測方法不受頻率選擇衰減的影響，而對於都卜勒偏移卻較敏感。除此之外¸ 我們也利用適應性訊號處理的技巧使得估測效能再提升。
最後將介紹IEEE802.16a無線都會網路實體層傳輸技術，並且針對802.16a的放置參考訊號的位置來做下傳端(downlink)的通道估測。
我們將透過模擬的方式來看系統在不同的通道延遲和都卜勒偏移之下的通道估測表現。

The channel estimation techniques for OFDM systems based on pilot arrangement are investigated. The channel estimation based on comb type pilot arrangement is studied different algorithms for estimating channel at pilot frequencies and for channel interploation. In addition, the channel estimation based on block type arrangement is performed. Block type sets pilots at every subcarriers of a symbol for specific number of following symbols sent periodically. It is shown that the comb-type arrangement is proposed in fast fading channel but is sensitive to channel delay spread. Block-type arrangement is nonsenstive to delay spread but sensitive to Doppler effect.
We also discuss the relationship between symbol length and channel estimation. The comparison shows the trade-off problem among symbol length, delay spread and Doppler effect
Finally, we introduce IEEE 802.16a system and its special pilot pattern. Simulation results shows the performance of channel estimation we investigated in IEEE 802.16a system

第一章OFDM 簡介… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1
1.1 OFDM 系統的演進… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ....1
1.2 OFDM 的正交性… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 6
1.3 保護區間與循環子首的功用… … … … … … … … … … … … … … … … … … 7
第二章無線傳輸通道的描述… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..15
2.1 無線通道特性簡介… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 15
2.2 大範圍衰減… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 15
2.3 小範圍衰減… ..… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..16
2.3.1 多重路徑衰減通道… … … … … … … … … … … … … … … … … ..17
2.3.2 非時變通道模型… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..19
2.3.3.時變通道模型… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..21
2.4 都卜勒效應… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 22
2.5 無線通道函數… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 24
2.6 無線通道分類… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 26
2.6.1 平坦衰減… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .27
2.6.2 頻率選擇衰減… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .28
2.6.3 緩慢衰減… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .30
2.6.4 快速衰減… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .31
2.7 Rayleigh 衰減分佈… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .34
2.8 無線通道的模擬… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 36
2.8.1 多路徑延遲的通道模擬… … … … … … … … … … … … … … … … … .39
第三章OFDM 通道估測技術… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..42
3.1 指標式(pilot)估測法的OFDM 系統模型… … … … … … … … … … … … ...44
3.2 pilot 的安排樣式考量… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..47
3.3 comb-type 通道估測法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 52
3.3.1 pilot 位置的通道響應估測… … … … … … … … … … … … … … … ..54
3.3.2 LS 通道估測法的分析和討論… … … … … … … … … … … … … … .57
3.3.3 最小均方誤差MMSE… … … … … … … … … … … … … … … … … ..59
3.3.4 LMS 演算法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .62
3.3.5 RLS 演算法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..65
3.3.6 通道的內插和分析… … … … … … … … … … … … … … … … … … ..69
3.4 Block-type 的通道估測法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … 73
3.4.1 時間軸上的內插… … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..73
3.4.2 時間軸上不做內插… … … … … … … … … … … … … … … … … … 74
3.4.3 決策回授法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..75
第四章通道估計模擬結果與討論… … … … … … … … … … … … … … … … … … ..77
4.1 通道延遲的影響… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...81
4.1.1 討論pilot 功率的影響… … … … … … … … … … … … … … … … … .81
4.1.2 利用LMS和RLS的改進… … … … … … … … … … … … … … … … 83
4.1.3 comb-type 和block-type 估測法的比較… … … … … … … … … … ..87
4.2 封包長度不同的影響… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...91
4.3 都卜勒擴散的影響… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...94
4.3.1 LS, RLS, LMS 在移動無線環境下的效能… … … … … … … … … .95
4.3.2 移動無線環境下, 封包長短不同的影響… … … … … … … … … .100
第五章IEEE 802.16a-OFDMA 系統介紹… … … … … … … … … … … … … … … 110
5.1 系統規格說明… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .111
5.2 OFDMA CarrierAllocation… … … … … … … … … … … … … … … … … ...114
5.3 下行(downlink) … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..115
5.3.1 下行pilot 的分配Assignment of pilots… … … … … … … … … … ..116
5.4 上行(uplink)… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 118
5.5 Data 的調變方式… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ...120
5.5.1 pilot modulation… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 121
第六章802.16a-OFDMA 系統下的通道估測模擬… … … … … … … … … … … ..123
6.1 選用的模擬方法… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … .124
6.1.1 選用合適的內插法… … … … … … … … … … … … … … … … … … ..124
6.2 在固定通道環境下的估測效能… … … … … … … … … … … … … … … … .128
6.3 移動無線環境下的模擬… … … … … … … … … … … … … … … … … … … .135
第七章結論… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 141
參考文獻… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 142
附錄A 一次線性內插所造成的MSE 分析..… … … … … … … … … … … … … … … 145
附錄B 快速衰減下RLS tracking 效能分析… … … … … … … … … … … … … … … 149

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