短波SC-FDE系统的同步与频域均衡技术研究

摘要

单载波频域均衡(Single Carrier with Frequency Domain Equalization，SC-FDE)技术因其具有抗多径能力强，能克服正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术峰值功率与平均功率比过高的缺点以及其均衡技术比传统的时域均衡的复杂度低等优点而受到研究人员的广泛重视。其缺点是对定时同步误差较为敏感，同时频域均衡技术对系统性能的提高起着至关重要的作用，所以本文在介绍了SC-FDE的基本知识的基础上对其同步和均衡技术做了重点研究。
　　 本文首先简单介绍了短波无线信道特点，其次在给出SC-FDE系统模型的基础上对其数学原理进行了简单的推导。由于IEEE802.16a标准把SC-FDE和OFDM同时建议为短波宽带无线通信系统的传输方案，所以本文将两个系统做了比较详细的比较。在掌握了SC-FDE系统的基本知识的基础上，最后本文重点研究了同步算法和频域均衡算法。对于同步算法的研究方法主要是对几种传统的经典的算法进行了分析和深入研究，然后在其基础上进行了改进得到了一种改进的同步算法，算法的性能最终是通过仿真来得以论证。对于均衡算法的研究方法主要是对最小均方误差(least mean square，LMS)算法和递归最小二乘(recursive least squares，RLS)算法等两类典型的均衡算法进行了分析，掌握了各自的基本原理，对两类算法的特性也作了仿真比较。
　　 仿真结果表明，改进后的同步算法的定时同步性能比传统的同步算法有所提高，但其计算复杂度也比传统的同步算法高。对均衡算法的仿真结果表明，RLS算法的均衡性能比LMS算法更好，其收敛速度也更快，但是RLS算法的计算复杂度更高，且其稳定性不如LMS算法好。