OFDM系统中子载波间干扰消除技术研究

摘要

高速率数据无线传输应用的关键技术之一正交频分复用(OFDM)技术，它是一种多载波调制技术。在移动OFDM系统里，发射机和接收机的震荡偏差或者是多普勒效应都会引起频率偏移，破坏了OFDM子载波之间的正交性，引起子载波间干扰(ICI)，使得系统的性能迅速恶化。因此，必须抑制ICI干扰，改善系统性能。本文是针对频率偏移和多普勒效应导致ICI的这两大主要因素展开研究的。
　　本文首先介绍了无线信道的特征，其中特别阐述了小尺度衰落信道的特点，简述了OFDM基本原理，重点讨论了OFDM系统ICI的产生原因及对其影响;其次，研究了ICI消除的自消除技术，其中包括自消除编码技术和自消除方案设计技术，而且具体分析了现有的几种经典频偏估计算法，之后给出了一种改进的自消除方案，仿真结果表明所提出的方案在较大频偏范围内能有效消除传统自消除技术性能的“平层效应”，且性能相比于之前自消除算法有所改善;最后，又进一步研究了频域均衡算法，其中包括传统频域均衡算法和不同类型迭代均衡算法，针对其存在的复杂度高或性能差缺点，给出一种区别处理带内、带外干扰信息的带状MMSE均衡方案，理论分析和仿真结果表明:一方面与带状均衡算法相比，系统的性能有较明显提升;另一方面与传统全状均衡算法特别是迭代均衡算法相比，复杂度仍然和带状均衡算法相似呈线性关系。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．2 OFDM技术的发展及其优缺点

1．2．1 OFDM技术的发展

1．2．2 OFDM技术优缺点

1．3 载波间干扰消除研究现状

1．4 论文的主要工作和结构安排

第2章 无线时变信道特征及OFDM系统子载波问干扰分析

2．1 无线信道特征

2．1．1 无线通信信道的特点

2．1．2 小尺度无线衰落信道的分析

2．1．3 几种重要无线衰落信道统计模型

2．2 OFDM系统模型

2．2．1 OFDM系统的基本原理

2．2．2 OFDM系统关键模块分析

2．3 OFDM系统ICl分析

2．3．1 载波频率偏移产生ICI

2．3．2 多普勒效应产生ICI

2．4 本章小结

第3章 OFDM系统ICI自消除技术及频偏估计算法研究

3．1 自消除编码技术研究

3．1．1 数据编码方式

3．1．2 仿真结果与分析

3．2 频偏估计算法的研究

3．2．1 数据辅助的频偏估计算法

3．2．2 非数据辅助的频偏估计算法

3．2．3 仿真结果与分析

3．3 自消除方案设计研究及改进的自消除方案设计

3．3．1 不同类型自消除方案设计

3．3．2 改进的自消除方案设计

3．3．3 仿真结果与分析

3．4 本章小结

第4章 OFDM系统ICI消除的均衡技术

4．1 传统的频域均衡算法

4．1．1 匹配滤波器(MF)均衡

4．1．2 迫零(ZF)均衡

4．1．3 最小均方误差(MMSE)均衡及其低复杂度的算法

4．1．4 连续检测最小均方误差(MMSE-SD)均衡

4．1．5 复杂度分析

4．2 迭代的均衡算法

4．2．1 传统基于MMSE并行判决反馈均衡迭代算法

4．2．2 SAGE迭代均衡算法

4．2．3 Turbo迭代均衡算法

4．3 仿真结果与分析

4．3．1 传统频域均衡算法仿真分析

4．3．2 迭代频域均衡算法仿真分析

4．4 本文提出均衡方案

4．4．1 检测符号顺序排序

4．4．2 根据仿真数据和参考相应论文判断具体做法

4．4．3 复杂度分析

4．4．4 仿真结果与分析

4．5 本章小结

第5章 全文总结及展望

5．1 论文工作总结

5．2 论文工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目