張進福臺灣大學：電信工程學研究所莊明道Chuang, Ming-DaoMing-DaoChuang2007-11-272018-07-052007-11-272018-07-052007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/58592在超高速的移動環境下，接收端易遭受到極大的都卜勒效應，系統遭受到的快速衰減影響相當大，傳統用的非時變通道傳送解調架構會造成錯誤率大幅提昇，因此針對了快速衰減影響我們在接收端用了針對時變通道效應而做的解調方式(ML通道估測或MMSE通道估測+時域通道內插改良+LMMSE等化器)來做效能評估，傳送端的領航符元分別使用梳狀跟塊狀排列方式傳送，在能夠忍受的錯誤率下計算出整體領航符元至少需擺放的比例，再跟傳統未考慮時變通道的接收端做比較。在高速鐵路的環境能夠利用各種部分已知的資訊，例如列車行進路線的可預測性、通道脈衝響應的各個多路徑延遲已知特性對運算量的簡化以及效能的提升，還有討論ML及MMSE通道估測的通道脈衝響應最長延遲格數設定有誤差時所造成的影響。In very high mobility environments, it is easy for the receiver to have large Doppler effects. The influence on the system caused by fast fading is very large. The traditional non-time-varying channels may increase bit error rate. According to fast fading channels, we use decoding methods aim at time-varying channels at receiver ( ML channel estimation or MMSE channel estimation + time-domain interpolation refinement + LMMSE equalizer ) to do performance evaluation. Pilot symbols at transmitter use comb type and block type to transmit. We compute overall pilot symbol ratios at least to transmit for tolerable bit error rate, and compare to traditional receiver which doesn’t consider time-varying channels. In high-speed trains environment, we can use partial known information, for example, predictability of progress routes of train, every multipath delay spread of channel impulse response known characteristics for the complexity reduction and the performance advance. Besides these, we also discuss channel impulse response longest delay spread grid of ML and MMSE channel estimation which sets inaccuracy to see the influence.口試委員會審定書………………………………………………………………………i 誌謝……………………………………………………………………………………iii 中文摘要………………………………………………………………………………v 英文摘要………………………………………………………………………………vii 第一章 緒論………………………………………………………………………..…1 1.1 前言……………………………………………………………………………1 1.2 研究動機………………………………………………………………………2 1.3 OFDM系統概述………………………………………………………………2 1.4 無線連結架構…………….…………………………………………………8 1.5 論文架構……………………………………………………………………13 第二章 時變通道環境傳送領航符元比例之分析…………………………………15 2.1 時變通道環境之通道估測與等化器之架構………………………………16 2.2 COST 259 模型簡介…………………………………………………………20 2.3 同調時間與同調頻寬計算…………………………………………………27 2.4 模擬環境的領航符元擺放方式……………………………………………29 2.5 模擬結果……………………………………………………………………30 2.6 討論…………………………………………………………………………34 2.7本章結論………………………………………………………………………35 第三章 時變通道環境使用MMSE通道估測並且與ML、非時變通道解調比較...37 3.1 時變通道環境使用MMSE通道估測………….……………………………37 3.2 模擬結果……………………………………………………………………38 3.3 MMSE通道估測與ML通道估測的比較……………………………………42 3.4 考慮時變通道解調MMSE通道估測與非時變通道解調的比較…………46 3.5 本章結論………………..……………………………………………………49 第四章 不同程度的部分通道已知資訊對效能的改善……………………………51 4.1 高速移動列車的行進路線已知(路徑已知)…………………………………51 4.2 通道脈衝響應的多路徑(multipath)數目不確定……………………………57 4.2.1 不知最長延遲分佈做通道脈衝響應估測…………………………57 4.2.2 ML通道估測做最長延遲分佈微調………………………………59 4.3 通道脈衝響應的各個多路徑延遲已知……………………………………62 4.3.1 原理與過程說明……………………………………………………62 4.3.2 複雜度與記憶體分析………………………………………………63 4.3.3 程式模擬結果………………………………………………………64 4.3.4 錯誤率改善原因分析………...………………………………………67 4.3.5 各路徑延遲已知與其他狀況比較…………………………………68 4.3.6 錯誤率被MLE反矩陣主宰或子載波間干擾主宰…………………72 4.4本章結論……………..………………………………………………………73 第五章 總結……………..…………………………………………………………….75 參考文獻……………………………………………………………………………..79en-US超高速移動環境時變通道都卜勒OFDM通道估測very high mobility environmenttime-varying channelsDopplerchannel estimationthesis