高速移动环境下SC-FDMA上行链路关键技术研究

论文摘要

高速移动环境下的通信成为近几年研究的重点,如高速铁路（HST）等,HST通信系统采用了B3G通信标准——TDD-LTE,单载波频分多址接入（SC-FDMA）以其相对较低的峰值功率比（PAPR）成为TDD-LTE无线通信系统上行链路传输方案。HST通信环境中收发两端相对高速运动,就会产生很强的多普勒效应,最终导致收发两端信道的快速时变性和载波偏移,成为限制HST通信系统性能的主要瓶颈。本文主要研究了已有的基于导频符号信道估计算法,并结合已有算法多项式拟合算法和判决数据算法,提出了适合快速时变信道的信道估计新算法。同时,多普勒效应会导致载波偏移,使子载波之间的正交性遭到破坏,本文也对载波偏移估计算法进行了研究,分析了现有方法在HST通信系统中的局限性,提出了基于导频符号的大范围高精度的载波频移估计算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 TDD-LTE 标准
• 1.2 SC-FDMA 技术的发展
• 1.3 高速移动环境下的通信需求和挑战
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 高速铁路通信系统模型
• 2.1 高速铁路通信环境信道模型
• 2.1.1 高速铁路传播信道模型
• 2.1.2 高速铁路环境的多普勒效应
• 2.2 高速铁路通信环境SC-FDMA 上行链路系统模型
• 2.2.1 SC-FDMA 上行链路物理层标准
• 2.2.2 多用户SC-FDMA 系统接收信号模型
• 第三章 SC-FDMA 上行链路快速时变信道估计
• 3.1 高速移动环境下快速时变信道特性
• 3.2 SC-FDMA 上行链路信号模型及快变信道影响
• 3.3 基于插值的信道算法
• 3.3.1 基本插值算法
• 3.3.2 改进插值算法
• 3.4 二维MMSE 算法
• 3.5 多项式拟合算法
• 3.6 提出的新算法
• 3.6.1 新算法原理
• 3.6.2 算法仿真及性能比较
• 3.7 本章小结
• 第四章 SC-FDMA 上行链路载波偏移估计算法研究
• 4.1 载波偏移对SC-FDMA 信号的影响
• 4.2 载波偏移估计
• 4.2.1 基于训练序列的频移估计算法
• 4.2.2 基于循环前缀的频移估计算法
• 4.2.3 联合算法
• 4.3 基于训练序列的载波偏移估计新算法
• 4.3.1 新算法原理
• 4.3.2 仿真结果及性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果