多用户OFDM同步问题的研究

论文摘要

多用户OFDM是以正交频分多址(OFDMA)为代表的以正交频分复用(OFDM)为基础的多用户接入技术,将成为下一代蜂窝移动通信网络的有力支撑。0FDMA系统拥有OFDM的许多优点,但同时也具有OFDM对同步误差敏感的缺点,尤其是对载波频率偏移(CFO)的敏感。在OFDMA系统中,载波频率偏移(CFO)会破坏子载波之间的正交性,引入子载波间干扰,进而造成用户间干扰(MUI),导致整个通信质量下降。定时偏移(TO)是由定时位移和未完全的同步及不同的用户路径延迟差异所引起,是破坏不同的子载波正交性,导致自干扰和多用户干扰的另一个主要原因。针对以上问题,本文的主要研究成果如下:本文首先介绍了OFDM的产生与发展,回顾了多用户OFDM的基本原理和收发机的基本结构,建立了OFDMA系统数学模型,并系统分析和总结了载波频率偏移对多用户OFDM系统的影响。其次,本文重点研究了针对多用户OFDM上行链路的子载波频率偏移干扰的消除技术,在普通并行干扰对消的基础上进行改进,提出最优权系数并行干扰对消算法,获得了较好的系统性能。除此之外,还系统地讨论了定时偏移的不同情况,并分别对单独存在定时偏移及同时存在载波频率偏移和定时偏移两种情况对多用户OFDM的影响做了具体分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 OFDM发展史
• 1.2 OFDM技术的优缺点
• 1.3 OFDM同步问题
• 1.3.1 定时同步
• 1.3.2 频率同步
• 1.4 论文的主要内容及结构安排
• 第2章 多用户OFDM系统概述及数学建模
• 2.1 多用户OFDM的基本原理
• 2.1.1 正交频分多址（OFDMA）的基本思想
• 2.1.2 OFDMA码元符号的产生
• 2.1.3 子载波的分配方式
• 2.2 多用户OFDM系统的基本数学模型
• 2.2.1 下行链路数学模型
• 2.2.2 上行链路数学模型
• 2.3 本章小结
• 第3章 子载波频率偏移对OFDMA系统的影响
• 3.1 子载波频率偏移概述
• 3.2 载波频偏的影响
• 3.2.1 下行链路
• 3.2.2 上行链路
• 3.3 信纳比（SINR）分析
• 3.3.1 下行链路
• 3.3.2 上行链路
• 3.4 本章小结
• 第4章 定时偏移对于OFDMA系统信号的影响
• 4.1 定时偏移的五种情况
• 4.2 信号干扰比分析
• 4.2.1 定时偏移对上行链路信号的影响
• 4.2.2 信号干扰比表达式分析
• 4.3 仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 时偏和频偏共存对OFDMA系统的影响
• 5.1 CFO和TO的条件下信号干扰比分析
• 5.1.1 接收机DFT输出信号表达式
• 5.1.2 SIR表达式
• 5.2 仿真分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 OFDMA子载波频偏补偿方法的研究
• 6.1 概述
• 6.2 子载波频偏校正方法的研究
• 6.2.1 MMSE正交重构算法
• 6.2.2 单用户检测算法
• 6.2.3 多级并行干扰对消接收机
• 6.2.4 多级最优权系数并行干扰对消
• 6.3 仿真结果分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历