时变信道下的OFDM载波间干扰抑制技术研究

摘要

正交频分复用(OFDM)技术已经成为高速水声通信中的重要研究课题之一。载波间的正交性一方面为 OFDM带来了很多优势，例如频谱利用率高、抗多径能力强，便于实现等，另一方面也使得OFDM系统对信道的时变性十分敏感。水声信道的随机时变，节点的相对运动等因素都容易破坏载波间的正交性而引起载波间干扰，使通信系统的性能恶化。常见的线性均衡方法往往假设信道在一个 OFDM符号周期内是不变的，不适应于快速时变的水声信道。因而，时变信道下的信道估计与均衡技术、载波间干扰抑制技术等已经成为了水声通信领域的研究热点。
　　本文主要研究了水声时变信道下的载波间干扰抑制技术，所做的工作主要有：
　　1.总结了载波间干扰抑制技术的研究现状，分析了OFDM系统在水声通信应用中的优缺点以及水声信道的特性，并对水声时变信道进行了建模。
　　2.深入研究了OFDM系统中的载波间干扰抑制问题，介绍了水声通信中ICI的主要成因并推导其数学模型，通过理论分析和计算机仿真探究了ICI对水声通信系统性能的影响。重点针对信道时变引起的ICI进行了深入探讨，并对现有的多普勒估计及补偿技术进行了研究。
　　3.研究了基于时变信道估计的并行迭代 ICI消除算法，讨论了分段近似线性信道模型的理论基础及具体应用。通过仿真和外场试验分析对比了并行迭代ICI消除算法，与线性均衡器，例如LS, DFT, MMSE等在水声时变信道下的性能。
　　4.结合判决二次均衡算法以及基于差分编码的ICI自消除算法对上述并行迭代ICI消除算法进行了改进，分析了其原理及实现方法，并通过计算机仿真进行验证。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 OFDM系统载波间干扰抑制研究现状

1.3 水声信道的特点

1.4 论文主要研究内容

第2章 OFDM水声通信系统概述

2.1 OFDM系统基本原理

2.2 OFDM水声通信系统的优缺点

2.3 本章小结

第3章OFDM水声通信中的ICI成因及影响分析

3.1 频率偏移造成的ICI影响分析

3.2 水声时变信道造成的ICI影响分析

3.3 多普勒的估计与补偿技术

3.4 本章小节

第4章 时变信道下的载波间干扰抑制技术

4.1 并行迭代ICI消除算法

4.2判决二次均衡ICI抑制算法

4.3 时变信道估计联合干扰自消除算法

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢