摘要：水声通信中，信息的有效传输尤为重要。正交频分技术（OFDM）和多输入多输出（MIMO）的结合可以有效改善信息的传输质量，克服水声信道中频带窄、多径干扰强、 多普勒效应严重的不利因素，在水声通信中有着很好的未来。本文在分析了 MIMO 技术和 OFDM 技术性能的基础上，提出了 MIMO-OFDM 水声通信的整体系统框图，再对该系统的频 率同步以及信道估计问题进行研究。本文利用 Mody 等人提出的算法来解决频偏估计的问 题，补偿频偏，减小其对系统性能影响；采用梳状导频结合 LS（最小二乘法）算法来进 行信道估计，建立相关的水声信道模型，通过 Matlab 进行仿真，得到相应结果以验证方 法的可行性。 77737

毕业论文关键词 水声通信   OFDM(正交频分技术)    MIMO(多输入多输出)       信道估计   频偏补偿   

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Synchronization and Channel Estimation for  MIMO-OFDM Underwater Acoustic Communication System   

Abstract In the underwater acoustic (UWA) channel, it is very significant to transmit message effectively。 Combining OFDM whit MIMO can effectively improve the transmission quality and overcome the adverse factor in the UWA channel including the narrow band, the serious multipath effect and the Doppler effect。 Therefore it has a good development prospect。 The performance of MIMO and OFDM is analyzed in this paper, then the whole MIMO-OFDM UWA communication system is raised。 After that, the synchronization and channel estimation for the MIMO-OFDM UWA communication system is researched。 The way proposed by Mody is used to deal with carrier frequency-offset estimation and compensation, in order to reduce the effect to the system。 And the least square method based comb type pilots is adopted for channel estimation。 Then the related UWA channel model is established and simulated by Matlab to verify the feasibility of the method。 

Keywords  UWA    OFDM   MIMO Channel Estimation    Frequency-offset compensation   

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 录

1  绪论 。 1 

1。1 研究的背景及意义  1 

1。2  MIMO 与 OFDM 技术的历史及发展现状  2 

1。3 本文的研究内容与章节安排  3 

2  水声信道特性 。 4 

2。1 声传播衰减  4 

2。2 海洋环境噪声  5 

2。3 多径衰落效应与多普勒效应  6 

2。4 水声信道与无线信道的比较 。 10 

2。5 典型水声信道模型 。 11 

2。6 本章小结 。 11 

3  MIMO-OFDM 系统的基本原理及相关技术 。 12 

3。1  MIMO 系统  12 

3。2  OFDM 系统  15 

3。3 MIMO-OFDM 系统结构 。 22 

3。4 本章小结 。 23 

4 MIMO-OFDM 系统频率同步算法的研究 。 24 

4。1 同步方法的分类 。 24 

4。2  MIMO 同步技术  24 

4。3 典型的 MIMO-OFDM 系统同步方法 。 25 

4。4 仿真结果 。 27 

4。5 本章小结 。 28 

5 MIMO-OFDM 系统信道估计算法的研究 。 29 

5。1 导频的选择 。 29 

5。2 信道估计算法 。 30 

5。3 仿真结果 。 31 

5。4 本章小结 。 32 

结  论 。 33 

致  谢 。 34