高速移动OFDM系统性能分析、信道估计与均衡

摘要

由于具有频谱利用率高、实现容易(可采用快速傅立叶变换)和接收结构简单(单抽头频域均衡)等优点，正交频分复用(OFDM)技术已成为现代无线通信领域最重要的关键技术之一，并在很多领域得到了广泛应用。当OFDM 系统的容量不是很大，且用户的移动速度不是很高时，通常可认为信道参数在一个OFDM符号周期内不变化或变化较小，可以不考虑信道变化所引起的载波间干扰(ICI)，信道估计与均衡也较为简单。 为了提高频谱利用率和增加无线通信系统容量，未来的无线OFDM通信系统的载波频率更高，载波数量更大，用户移动速度更快，导致信道的快变特性更加明显，此时OFDM 系统载波间的正交性遭到破坏，出现载波间干扰(ICI)，系统性能明显降低。为了使OFDM 技术更好地应用于宽带无线接入和第四代移动通信系统，必须解决高速移动OFDM 系统的信道估计与均衡问题。 本文首先介绍了OFDM的基本原理，重点对OFDM 系统在几种信道条件下的信道估计与均衡做了仿真，对高速移动下的OFDM 系统性能进行了分析，得出了一些重要结论。然后，对高速移动OFDM 系统快变信道估计进行了讨论，并提出了一种OFDM 系统快变信道均衡器设计，该均衡器具有计算量小和均衡效果较好的优点，最后对该均衡器的FPGA 设计进行了讨论。