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随着互联网技术的飞速发展，用户终端采用何种通信方式连接到最近的宽带网络设备，被称为宽带接入的“最后一公里”问题。电力线拥有全球最为普及的网络，电力线通信是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。同时，电力线通信也可大规模应用于家庭楼宇智能化控制，智能电网等领域，拥有广阔的市场前景。为了应对电力线信道的多径传播特性和噪声干扰，正交频分复用（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM）技术以其抗多径干扰能力、易于均衡、频谱利用率高等优点被广泛采用。信道估计技术是OFDM系统的关键技术之一，通过信道估计了解信道的状态信息，对接收数据进行补偿，以恢复出正确的接收数据，对提高系统的性能至关重要。论文主要针对具有前导结构的电力线通信系统的信道估计算法进行研究，对最小二乘法、最小均方误差法和线性最小均方误差法的性能进行仿真分析，并通过比较三种算法应用到系统时的实现复杂度与资源消耗情况，最终确定选取最小二乘算法来完成信道估计，并对最小二乘法进行了硬件设计与实现。论文首先通过对信号在电力线上的传输模型、阻抗特点和衰减特性的分析，总结了电力线信道的传输函数模型。接着研究了OFDM基本原理和系统矩阵表达形式的推导，为信道估计模块提供理论基础。采用电力线通信协议提出的参考信道模型，建立系统级仿真模型，对信道估计算法的性能进行分析比较，并选取合适的信道估计算法。在硬件实现上，对信道估计功能进行模块划分，依次对各个子模块进行分析实现，并建立一个最小数字通信系统，对设计的信道估计模块进行寄存器传输级和现场可编程门阵列级的功能仿真与验证。论文针对信道估计过程中存在的大量复数乘法运算，通过优化复数乘法器的结构，减少了复数乘法器使用的实数乘法器个数，为采用硬件复用技术，设计了在两个时钟周期就可输出运算结果的实数乘法器。这些措施减少了对系统资源的占用，对降低系统的功耗也有着非常积极的实用价值。论文完成了具有前导结构电力线通信系统的信道估计功能，最终的硬件实现资源消耗少，可直接应用于芯片设计中，对具有前导结构的电力线通信协议终端芯片的研发具有重要意义。