脉冲噪声下OFDM系统的参数估计研究

摘要

正交频分复用(OFDM)作为一种特殊的多载波传输方案，以其高效的频谱利用率和较强的抗多径能力等特点，广泛应用于军事和民用通信中。OFDM系统的参数估计问题一直以来是通信领域的研究热点，研究该问题具有重要的理论意义和实际的应用价值。
　　常规的OFDM信号参数估计方法将背景噪声建立为高斯模型，但是近年来的研究发现，由于实际无线通信环境中普遍存在的一些自然和人为噪声源，诸如闪电，雷击，汽车点火和外台信号等，信道噪声常常伴有显著的短时大幅度脉冲，这种噪声可用 Alpha稳定分布模型精确描述。在这类非高斯噪声背景下，常规的OFDM系统的参数估计方法性能退化甚至失效。因此，本文将重点研究 Alpha稳定分布噪声下OFDM系统的参数估计问题。
　　在OFDM系统中，多普勒效应和收发两端本振频率不匹配等因素通常会引起频率偏移。由于OFDM对频率偏移非常敏感，因此，频率偏移估计是OFDM系统的关键技术之一。在Alpha稳定分布噪声中，常规频率偏移估计的方法性能退化。针对这一问题，本文提出了一种基于Myriad滤波的频率偏移改进算法。Myriad滤波是一种适用于 Alpha稳定分布随机过程的非线性滤波方法，对脉冲噪声具有较好的抑制作用。因此，本文提出的算法首先采用加权Myriad滤波器对接收信号进行滤波处理，减小脉冲噪声对参数估计的影响，然后结合SC算法的频率偏移估计思想，依次估计出OFDM系统的小数倍频率偏移和整数倍频率偏移。仿真结果表明，在Alpha稳定分布噪声下，该方法具有良好的估计性能。
　　OFDM信号的时域参数估计对通信对抗、非协作通信、无线电频谱监测等领域具有重要的意义，本文针对常规OFDM信号时域参数估计方法在Alpha稳定分布噪声环境下性能退化的问题，提出了一种基于相关熵的时域参数估计新方法。相关熵是适用于非高斯信号处理的一种广义相关函数，用于表征随机变量的局部相似性。本文提出的方法利用OFDM信号的时域结构具有局部相似性这一特点以及相关熵对脉冲噪声较好的抑制作用，完成Alpha稳定分布噪声下OFDM信号有用符号时间和符号周期这两个时域参数的估计。此外，为进一步提高强脉冲噪声下有用符号时间和符号周期的参数估计性能，本文利用累积法对该方法进行了改进。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 论文的主要工作及章节安排

第二章 OFDM系统及Alpha稳定分布理论概述

2.1 OFDM系统概述

2.2 Alpha稳定分布理论

2.3 小结

第三章 脉冲噪声下OFDM系统频率偏移估计

3.1 引言

3.2 频率偏移对OFDM系统的影响分析

3.3 频率偏移估计的常用方法

3.4 基于分数低阶的频率偏移估计

3.5 基于Myriad滤波的频率偏移估计

3.6 小结

第四章 脉冲噪声下OFDM信号时域参数估计

4.1引言

4.2基于自相关的时域参数估计

4.3基于分数低阶自相关的时域参数估计

4.4基于相关熵的时域参数估计

4.5小结

第五章 结论和展望

5.1 研究结论

5.2研究展望

参考文献

致谢

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