论文题目: OFDM无线移动通信系统关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 罗仁泽
导师: 朱维乐
关键词: 无线移动通信系统,正交频分复用,同步,信道估计,峰平比
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 对于实现下一代移动通信系统的目标而言,正交频分复用(OFDM)技术与码分多址(CDMA)技术相比就显出其优越性。但是,OFDM不仅对于同步误差和信道估计误差非常敏感,而且还伴随发射信号高峰平比(PAPR)的缺点。为此,针对下一代无线移动通信系统的新目标,如何有效地在接收机中实现同步、信道估计并降低PAPR则是有待解决的新问题。针对这些问题,本文重点研究了OFDM接收机中的同步、信道估计以及PAPR这三类关键技术。 首先,论文提出了四种串行PN序列时间同步和频率同步算法。前两种同步算法使用了巴克码与PN序列来提高同步性能。后两种算法是通过不同方法在发射端频域对PN序列进行设计,从而在接收端时域中产生比常规算法更多的可利用的关系以产生更佳的同步信号。分析和仿真表明:对于AWGN信道和多径衰落信道下的高速移动环境,这四种算法同步性能均优于常规算法。 其次,论文提出了三种并行PN序列帧同步算法。这三种算法与常规算法最大的不同之处在于:利用的在一个信息符号上叠加PN序列所分配的能量仅占总能量的1.4%,从而对信号和系统性能造成的影响均可忽略。第一种帧同步算法直接利用了一个长PN序列产生相关并融合保护间隔的冗余特性获得同步信号。第二种帧同步算法采用一个长PN序列在多径信道下的二次相关并融合保护间隔特性获得同步算法。第三种帧同步算法利用短复巴克码的最佳自相关特性和最大似然估计原理推导出。仿真表明:在高速移动的DVB-T系统中,这三种同步算法性能均优良,尤其是第三种算法,不仅计算复杂度更低,而且同步性能更好。 第三,提出了一种计算量较低的利用并行PN序列进行信道估计的LMMSE算法。分析和仿真表明:该算法不需要任何先验知识,不占用宝贵的带宽资源,计算复杂度比LS算法还低,而在低信噪比下信道估计性能比LS算法还好。同时,提出了一种并行PN序列能量分配原则,该原则将拓宽并行PN序列在同步和信道估计技术中的应用。 最后,提出了一种降低PAPR的压缩扩张算法,该算法是一种数值变换的预失真方法,通过理论推导获得。分析和仿真表明:该算法计算复杂度比其他所有降低PAPR的算法计算复杂度更低,而所获得的压扩增益远比同类算法更大,且算法在低信噪比下对系统性能的影响可以忽略。 总之,本文提出了涉及同步、信道估计、降低PAPR三个关键方向的九种算法和一个方案,这些算法可用于OFDM无线移动通信系统实现下一代移动通信的目标。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 研究背景和意义
1．2 OFDM研究历史、应用
1．2．1 OFDM研究历史
1．2．2 OFDM应用
1．3 OFDM研究现状
1．3．1 OFDM系统中同步研究现状
1．3．2 OFDM系统中信道估计研究现状
1．3．3 OFDM系统中PAPR研究现状
1．4 论文主要研究工作
1．5 论文主要创新
1．6 论文内容安排
第二章 无线移动通信信道模型
2．1 引言
2．2 无线移动通信大尺度衰落信道模型
2．2．1 自由空间无线传播信道模型
2．2．2 室外无线传播信道模型
2．2．3 室内无线传播信道模型
2．3 无线移动通信小尺度衰落信道模型
2．3．1 平坦衰落信道模型建立及仿真
2．3．2 频率选择性衰落信道模型建立及仿真
2．4 小结
第三章 OFDM系统接收机设计
3．1 引言
3．2 OFDM系统实际传输模型
3．2．1 通用通信系统接收机设计模型
3．2．2 OFDM系统接收机设计模型
3．3 OFDM系统内接收机设计
3．4 小结
第四章 串行 PN序列同步技术
4．1 引言
4．2 SMCC系统模型
4．3 码片重复巴克码辅助串行PN序列同步算法
4．3．1 算法概述
4．3．2 算法性能理论分析
4．3．3 算法仿真及性能分析
4．3．4 结论
4．4 码重复巴克码辅助串行 PN序列同步算法
4．4．1 算法概述
4．4．2 算法性能理论分析
4．4．3 算法仿真及性能分析
4．4．4 结论
4．5 特殊设计串行 PN序列同步算法
4．5．1 算法概述及理论推导
4．5．2 算法仿真与性能分析
4．5．3 结论
4．6 特殊构造串行 PN序列时间同步算法
4．6．1 算法概述及理论推导
4．6．2 算法仿真及性能分析
4．6．3 结论
4．7 串行PN序列同步算法比较
4．7．1 计算复杂度比较
4．7．2 同步性能比较
4．8 小结
第五章 并行 PN序列同步技术
5．1 引言
5．2 DVB-T系统模型
5．2．1 DVB-T系统发射机
5．2．2 DVB-T系统接收机
5．3 并行长 PN序列帧同步算法
5．3．1 算法概述及理论推导
5．3．2 算法仿真及性能分析
5．3．3 结论
5．4 融合相关并行 PN序列帧同步算法
5．4．1 算法概述及理论推导
5．4．2 算法仿真及性能分析
5．4．3 结论
5．5 短并行 PN序列相关帧同步算法
5．5．1 算法概述及理论推导
5．5．2 算法仿真及性能比较
5．5．3 结论
5．6 并行 PN序列同步算法比较
5．6．1 计算复杂度比较
5．6．2 同步性能比较
5．7 小结
第六章 并行 PN序列信道估计及能量分配技术
6．1 引言
6．2 信道估计算法及理论推导
6．3 算法仿真及性能分析
6．3．1 误比特率性能分析
6．3．2 叠加训练序列能量分配因子分析
6．3．3 不同子载波数对应的信道估计性能分析
6．4 并行PN序列能量分配方案
6．4．1 并行PN序列能量分配原理
6．4．2 并行PN序列能量分配原则
6．4．3 并行PN序列能量分配方案
6．4．4 结论
6．5 小结
第七章 低复杂度 PAPR降低技术
7．1 引言
7．2 压缩扩张算法及理论推导
7．3 算法仿真及性能分析
7．4 小结
第八章 结论
8．1 论文贡献
8．2 进一步工作建议
参考文献
致谢
个人简历
博士期间作为第一作者发表的学术论文
发布时间: 2005-09-23
参考文献
- [1].信号的二阶周期平稳性在无线移动通信中的应用[D]. 花梦.中国科学技术大学2006
- [2].新一代无线移动通信基站天线关键技术研究[D]. 李锦新.电子科技大学2017
- [3].车载、机载及无线移动通信天线的研究[D]. 孙凌.西安电子科技大学2016
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