单载波频域均衡SC/FDE与多载波OFDM的性能比较

摘要

随着人们对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展，宽带无线通信已成为无线通信发展的必然趋势。在无线宽带通信系统中，信道的多径效应会严重影响通信的可靠性。因此，如何提高系统的传输性能和采用何种方案对抗信道的多径效应是很有关系的。在IEEE 802.16a标准对于物理层标准的关键技术中建议了正交频分复用(OFDM)和采用频域均衡技术的单载波传输(SC/FDE)两种方案。同时，这两种技术方案也是第四代移动通信的核心技术。因此，它们的研究对于无线通信的发展及其重要。 论文首先阐述了无线信道的基本特征，给出时变多径信道的冲激响应模型。在此基础上，引入了克服信道衰落和干扰的信道估计和均衡技术。 OFDM是基于离散傅里叶变换(DFT)的一种多载波数字调制技术，本文对此技术原理作了详细的介绍。根据IEEE 802.16a标准中对于OFDM技术的描述，搭建了物理层仿真模型。仿真结果很好的验证了OFDM在宽带无线传输中有效的对抗了多径效应。OFDM技术也有一些缺点，如计算复杂度高，对载波频率偏移和相位噪声都很敏感。这些特征都对系统的实现硬件提出了更高的要求。 SC-FDE是宽带无线传输中一种很有效的对抗多径效应的方法，它有效地结合了单载波技术和OFDM技术的优点，弥补了OFDM技术的不足，成为未来高速无线通信系统的一个极具竞争力的方案。本文对SC-FDE技术原理和各种均衡技术作了详细的介绍，搭建了SC/FDE的实现系统。 最后，对两个技术的实现系统设置了同样的仿真条件以进一步分析两个技术的误码性能。研究结果表明，在信噪比较低，通信系统误码率较高(≥10<'-1>)的条件下，OFDM的误码性能略好于SC-FDE；在信噪比较高，通信系统的误码率较小(≤10<'-2>)条件下，SC-FDE则取得了显著优于OFDM的误码性能。这一结论对于SC-FDE和OFDM技术的应用和实际通信系统的设计具有重要的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2课程的提出及研究现状

1.3论文的章节安排及主要成果

第二章信道估计与均衡

2.1无线信道的传播特性

2.1.1信道对无线信号的影响

2.1.2衰落信道的动态特征

2.1.3干扰

2.2小尺度衰落

2.2.1小尺度效应的表现和影响因素

2.2.2多径时变信道的冲激响应模型

2.2.3多径时变信道的统计特性

2.3信道估计

2.3.1信道估计的意义

2.3.2数字系统的信道估计模型

2.4本章小节

第三章OFDM技术的仿真实现

3.1 OFDM的演进与应用

3.2 OFDM方案的基本原理

3.2.1结构图中各模块的功能

3.2.2 OFDM中消除ISI的方法

3.3 OFDM中的关键技术

3.3.1同步技术

3.3.2降低PAPR

3.4 OFDM的仿真系统搭建

3.4.1 IEEE 802.11a标准概述

3.4.2采用OFDM技术的802.11a物理层仿真模型

3.4.3仿真结果及分析

3.5本章小节

第四章SC-FDE系统的仿真实现及其与OFDM系统的性能比较

4.1 SC/FDE的基本原理

4.1.1 SC/FDE方案的模型

4.1.2独特字UW

4.2 SC/FDE的信道估计与均衡

4.2.1 LS算法

4.2.2 LMMSE算法

4.3 SC-FDE系统仿真实现

4.3.1系统模型的设计

4.3.2仿真结果及分析

4.4 OFDM和SC-FDE的比较

4.5本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果