如今，第四代移动通信技术已经进入商用时代，可以说，4G通信彻底改变了人们的生活方式，甚至是社会的形态。提高频谱利用率，努力克服频谱资源的稀缺性成为移动通信技术的研究焦点。

1。2  选题背景及意义

无线宽带通信系统所面临的挑战有三个：如何提高可靠性，如何提高数据传输速率以及如何提高频谱效率。为了实现这些目标，仍然面临一些问题。

正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术作为移动通信的关键技术，受到了人们的广泛关注[4]。MIMO技术通过利用多通道，抑制了信道衰落，将多径作为有利的因素加以利用，可以大幅提高衰落信道的频谱效率和系统容量。然而，MIMO技术不能很好的解决频率选择性衰落的问题，故与OFDM技术相结合成为了必然的需求。OFDM技术是一种多载波的窄带调制，前面提到，无线通信中无法避免的问题是多径传播，为了使得信号不受多径传播的所造成的频率选择性衰落的影响，必须使得信号的带宽小于信道的相关带宽，而分成多个子信道后，每个子信道的码元持续时间变长，故信号的带宽变小，很容易满足小于多径信道相关带宽的要求，此时的衰落可以近似地不再视为频率选择性衰落，而视为平坦性衰落。将MIMO和OFDM技术相结合，有利于高速传输数据，并能保证数据可靠性。MIMO-OFDM技术能够充分的利用时间、频率和空间这三种分集技术，利用OFDM系统和阵列天线融合技术传输数据信息，极大的提高了传输速率与信道容量，有效的增加了系统对干扰、噪声和多径衰落的容限。这些优点使得MIMO-OFDM技术在频谱资源匮乏与系统容量需求激增的当今很受青睐，MIMO-OFDM拥有广阔的发展前景，其将成为新一代无线通信技术的里程碑。论文网

MIMO技术最早由伽利尔摩·马可尼在上世纪初提出[5]，多天线技术增加了系统的灵活度，降低了衰落。MIMO技术包括多入单出(MISO, Multiple Input Single Output)和单入多出（SIMO，Single Input Multiple Output）系统。它的原理是，每个接收天线接收来自不同发射天线的信号，可看成并行分离的子信道，每个用户的传输质量得到提高，在不增加系统带宽以及天线的总发送功率损耗的条件下，成倍地提高了频谱利用率，并利用空间复用增益和空间分集增益降低误码率，提高信道可靠性。

尽管有上述优点，但MIMO技术并不能很好的解决多径衰落引起的频率选择性衰落，如果要解决这个问题，则必须要和其他的技术相结合取长补短，一般的做法，要么利用能够进行有补偿作用的均衡，要么利用OFDM的优点。由于4G对于极高频谱利用率的要求，OFDM+MIMO被广泛认为是4G核心技术。除了高数据传输速率的优势，OFDM的低码率以及相邻码元的保护间隔使得MIMO-OFDM系统对多径衰落的抵抗能力大大增加，而保护间隔GP比多径时延的时间长，进一步克服了码间串扰的影响。

在实际的应用中，MIMO-OFDM系统通常会采取幅度非恒定的调制方式，比如16-QAM或QPSK等映射方式，从而进一步的提高频谱利用率，因此，接收端需要明确信道状态信息（CSI，Channel State Information）[6]，才能进行相干解调。考虑到相干解调对非相干解调所具有的3-4dB性能增益，有必要对信道进行估计，提升系统性能。除此之外，空时编码的译码也需要准确的CSI才能够完成。信道估计是MIMO-OFDM系统接收机设计的一项重要任务。

信道估计，就是从接收数据中将无线信道的频响估计出来的过程。信道估计算法是MIMO-OFDM的关键技术，目前，已经有各种类型的信道估计算法提出，但是算法的准确性有待进一步提高。除了准确性，在实际应用中，如何在保证准确度的情况下降低计算复杂度也成为目标之一[7]。