基于OFDM的反转单边带光载毫米波系统信道估计技术研究

摘要

近年移动互联网流量呈爆炸式增长，无线化和宽带化是当今信息行业的热点。光载无线通信技术(Radio-over-Fiber，ROF)充分结合光纤和高频无线的传输特点，能够实现高频信号有线传输和超宽带无线接入。中国4G网络发展正处于快车道，作为4G核心技术，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术因频谱利用率高，抗干扰能力强成为研究热点。将OFDM技术应用于ROF系统中，能帮助毫米波信号抵抗光纤链路中色散效应和无线传输中多径衰落，被视为解决未来宽带无线接入的有效方法。
　　反转单边带(Reversely Single Sideband，RSSB)光载毫米波系统因具有高调制功率效率、抗走离效应能力强以及支持多频带服务的特性被提出，得到了广泛认可和研究。不同系统的信道有各自特点，针对传输OFDM信号的RSSB光载毫米波系统的信道估计十分重要，目前此RSSB-OFDM系统的信道估计研究还属于空白。本文首次将基于导频的信道估计技术引入RSSB光载毫米波系统中，优化系统性能，为系统的理论研究和应用推广提供一定依据。本文的主要工作如下:
　　1、详细介绍了RSSB-OFDM系统的相关内容。给出RSSB-OFDM系统的结构和工作原理，并且对系统数学模型进行了推导和分析。随后介绍了该信道的损伤因素和信道估计的过程。
　　2、在RSSB-OFDM系统中研究基于导频的信道估计技术，提出了针对该系统的导频优化方案，提高系统接收灵敏度2dB。考虑系统中主要干扰因素频率选择性衰减随信号子载波频率越高而越严重，在信道情况相对好的区域放置较多导频，即导频间隔随着频率增大而增大，该方案表现出了良好的性能，在系统接收灵敏度上有近2dB的改善。在信道情况相对差的区域提高导频功率以对抗干扰，即导频功率随着频率增大而增大，该方案表现出了良好的性能，在系统接收灵敏度上有2dB的改善。
　　3、分析对比信道估计中常用插值算法，给出了在RSSB-OFDM系统中性能最好的插值方式是三次样条插值算法。对比的四种算法包括:线性插值、三次样条插值、基于低通滤波器的插值和基于DFT的变换域插值。理论分析和系统仿真结果一致，三次样条插值算法对导频位置没有限制，相比其它插值方法提高了3dB的系统接收灵敏度，是最适合RSSB-OFDM系统信道估计的插值算法选择。

目录

声明

摘要

附图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．2．1 OFDM技术

1．2．2 ROF技术

1．2．3 信道估计

1．2．4 反转单边带光载毫米波系统

1．3 本文主要内容及结构

第2章 RSSB-OFDM系统原理及其信道估计模型

2．1 RSSB光载毫米波系统介绍

2．1．1 反转单边带工作原理

2．1．2 理论模型分析

2．2 OFDM技术

2．2．1 OFDM原理介绍

2．2．2 RSSB-OFDM系统中OFDM信号调制与解调

2．2．3 RSSB-OFDM系统中所受损伤因素分析

2．3 基于导频的信道估计

2．3．1 最小二乘算法

2．3．2 RSSB-OFDM系统中信道估计流程

2．4 小结

第3章 RSSB-OFDM系统中导频的优化

3．1 导频优化概述

3．2 导频间隔优化

3．2．1 间隔方案设计

3．2．2 间隔方案仿真设计

3．2．3 间隔方案仿真结果

3．3 导频功率优化

3．3．1 功率方案设计

3．3．2 功率方案仿真设计

3．3．3 功率方案仿真结果

3．4 小结

第4章 RSSB-OFDM系统中插值算法的比较

4．1 插值算法概述

4．2 插值算法介绍

4．2．1 线性插值算法

4．2．2 三次样条插值算法

4．2．3 基于低通滤波器的插值算法

4．2．4 基于DFT的变换域插值算法

4．3 插值算法仿真设计

4．4 插值算法仿真结果

4．5 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士期间发表的论文

附录B 攻读硕士期间参与的科研项目