OFDM系统中的高阶差分调制技术研究

摘要

该论文在对日本通信综合研究所(CRL)开发的1 00Mbps毫米波室内宽带无线接入实验系统充分了解的基础上,以毫米波室内宽带移动通信系统为基础,研究OFDM系统中的高阶差分幅度相移键控(DAPSK).论文首先介绍了日本CRL开发的毫米波宽带无线接入OFDM实验系统,作为后续研究的基础.该文的主要工作包括:针对M=16、32、64的高阶MDAPSK调制,详细推导了AWGN下的理论误码率公式,并给出了仿真结果.提出了编码MDAPSK-OFDM系统的逐位软输出解调译码方法,以避开符号度量和比特度量中对判决变量的概率分布及其数字特征的要求,简化解调译码过程.推导了子载波采用16DAPSK、32DAPSK和64DAPSK调制时,采用逐位软输出解调译码的软输出解析表达式,仿真了系统误码性能,并与硬判决译码的误码性能做了比较.采用这种方法可使100Mbps毫米波室内无线接入16DAPSK-OFDM系统的误码性能提高1.2dB.提出了针对OFDM数据帧结构特点的时域差分、频域差分和时频域差分(频域—时域差分和时域—频域差分)调制方案,分析了各种方案的效率和性能,研究了频率选择性衰落和时间选择性衰落信道的时域和频域相关性对不同差分调制方式误码性能的影响,仿真了不同信道环境下各种方案的误码性能.针对目前子载波广泛采用的QAM调制方式,比较了16DAPSK-OFDM和16QAM-OFDM以及64DAPSK-OFDM和64QAM-OFDM的误码性能.仿真结果表明,若两种调制系统占用信道带宽相同,在频率选择性和时间选择性衰落信道下,只要满足一定的信道相关性,MDAPSK系统可以使用比MQAM系统略低的编码速率,以此来改善MDAPSK系统的误码性能;而衰落信道下MQAM-(C)OFDM系统的误码性能依赖于信道估计的精度.考虑到实际信道估计的误差,衰落信道下MDAPSK-(C)OFDM系统与MQAM-(C)OFDM系统的BER性能差距会缩小.因此,采用MDAPSK调制,可以用较少的信噪比损失换取(C)OFDM系统的低复杂度和低计算量.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1差分调制技术背景

1.2本论文主要内容

第二章宽带OFDM系统及无线信道

2.1 OFDM传输技术的发展回顾

2.2 OFDM传输技术

2.3室内毫米波(MMW)OFDM实验系统

2.4 OFDM实验系统技术参数

2.5 OFDM实验系统误码性能

2.6无线信道的基本特征

第三章MDAPSK-OFDM系统的误码性能研究

3.1 MDAPSK调制概述

3.2 16DAPSK调制及其误码性能

3.3 32DAPSK调制及其误码性能

3.4 64DAPSK调制及其误码性能

3.5 MDAPSK-OFDM误码性能比较

第四章MDAPSK-COFDM信号的软输出解调译码研究

4.1编码OFDM(COFDM)系统

4.2编码MDAPSK信号的软输出解调符号度量增量译码方法

4.3编码MDAPSK信号的软输出解调比特度量增量译码方法

4.4编码16DAPSK信号的比特软输出解调

4.5编码32DAPSK信号的比特软输出解调译码方法

4.6编码64DAPSK信号的比特软输出解调译码方法

4.7不同编码速率MDAPSK信号比特软输出解调误码性能比较

4.8比特软输出解调对16DAPSK-OFDM实验系统误码性能的改进

4.9本章小结

第五章OFDM系统中的差分调制方案研究

5.1 OFDM系统差分调制方法

5.2 OFDM系统差分调制信号的解调

5.3 OFDM系统信道的相关性能

5.4信道相关性对差分调制OFDM系统BER的影响

5.5各种差分调制方案性能仿真比较

5.6本章小结

第六章MDAPSK-OFDM与MQAM-OFDM性能比较

6.1编码MQAM-OFDM信号的接收

6.2编码MDAPSK-OFDM信号的接收

6.3 16QAM与16DAPSK的BER性能比较

6.4 64QAM与64DAPSK的BER性能比较

6.5 MQAM-OFDM系统与MDAPSK-OFDM系统综合评价

第七章全文总结

7.1本论文的主要贡献

7.2进一步工作建议

参考文献

攻读博士学位期间撰写的论文

致谢