快变信道下分集技术在OFDM系统中的应用研究

论文摘要

由于具有信道频谱利用率高、实现容易(可采用快速傅立叶变换)和接收机结构简单(频域单抽头均衡)等优点,正交频分复用(OFDM)技术在很多领域得到了广泛应用,包括:非对称双绞线高速接入(ADSL)、数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)、无线局域网技术标准IEEE802.11a和宽带无线接入技术标准802.16e等,并被纳入第四代移动通信参考标准。OFDM系统对于频率偏移的敏感性已经成为其系统设计的一个首要解决问题。这里的频率偏移不但包括收发信机的本地晶振的频率不匹配,也包括快变信道的多普勒扩展。特别是,未来无线OFDM通信系统的载波频率更高,载波数量更大,用户移动速度更快,导致信道的时变特性更加明显。频率偏移会导致OFDM系统载波间的正交特性遭到破坏,出现载波间干扰(ICI),系统性能明显降低。本文重点分析了两种频率偏移对OFDM系统的载波间干扰的影响,并且总结了它们的变化规律。本文在分析由Zhao等提出的ICI自消除算法及其改进算法的基础上,提出一种收发端权重因子联合优化算法,该算法极大地提高OFDM系统性能,并且可优化自消除算法的发端实现。多普勒扩展破坏了OFDM系统载波间的正交性,但同时也带来了可以利用的资源。在接收端,针对高速移动环境下多普勒扩展明显的特性,研究了OFDM系统中的多普勒分集技术,重点分析了一种OFDM系统适用的简化多普勒分集技术。然后,给出了该多普勒分集接收机的最佳配置方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的技术背景
• 1.2 本课题研究的意义
• 1.3 本文的主要工作及结构安排
• 第二章 OFDM传输系统及分集技术
• 2.1 OFDM 技术的基本原理
• 2.2 OFDM的时域和频域模型
• 2.2.1 OFDM的时域模型
• 2.2.2 OFDM的频域模型
• 2.3 分集技术
• 2.3.1 空间分集
• 2.3.2 发送分集
• 2.3.3 接收分集
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM系统的ICI分析
• 3.1 引言
• 3.2 载波频率偏移引起的ICI分析
• 3.2.1 载波频率偏移的建模
• 3.2.2 载波频率偏移引起的ICI
• 3.3 时变信道中的OFDM系统ICI分析
• 3.3.1 时变信道的典型模型
• 3.3.2 时变信道引起的ICI分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 快变信道下OFDM的多普勒分集
• 4.1 引言
• 4.2 OFDM多普勒分集技术
• 4.3 简化OFDM多普勒分集技术
• 4.3.1 信号分析
• 4.3.2 性能分析
• 4.3.3 简化接收机的性能优化
• 4.4 本章小结
• 第五章 快变信道下OFDM载波干扰自消除算法
• 5.1 引言
• 5.2 ICI的自消除算法
• 5.2.1 ICI自消除算法的基本原理
• 5.2.2 收发端权重因子联合优化算法
• 5.3 算法实现的优化
• 5.4 仿真结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表或录用的学术论文目录