基于OFDM系统的相位噪声消除算法的设计实现

论文摘要

OFDM调制技术由于其较强的抗多径传播和频率选择性衰落能力以及较高的频谱利用率,在许多无线通信系统中得到广泛应用。但是OFDM系统对子载波间的正交性有严格的要求,因此对本振相位噪声较为敏感。相位噪声对OFDM信号有两种影响:公共相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI)。在对前人的算法总结中得出,由于OFDM系统中导频数量有限,使用迫零准则(ZF)和最小均方准则(MMSE)实现对CPE的估计,利用有限的导频得不到对CPE的精确估计值,然而如果增加导频数目将会降低频谱利用率。因此,文中采用的基于判决反馈的相位噪声抑制算法,先通过导频对CPE进行粗略估计,并利用此估计值对数据子载波进行校正;再利用判决后的数据子载波对CPE作进一步估计,最后对数据子载波做优化校正。本文基于IEEE802.11a系统,完成了在接收端消除相位噪声算法的仿真,经验证算法达到了理想的效果。本文最后讨论了判决反馈相位噪声抑制算法的硬件设计与实现。给出了抑制模块的整体架构和每个子模块的详细介绍。并完成了所有子模块浮点到硬件定点的转换,经过反复的仿真验证,定点化性能达到了理想的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 OFDM 系统概述
• 1.2 本课题研究背景及意义
• 1.3 本文主要内容及组织安排
• 第二章 OFDM 系统的基本原理和结构
• 2.1 OFDM 技术的发展与应用
• 2.2 OFDM 系统的主要优缺点
• 2.3 OFDM 系统的基本原理
• 2.4 OFDM 系统的关键技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 OFDM 系统相位噪声及其抑制算法
• 3.1 OFDM 系统相位噪声概述
• 3.1.1 相位噪声定义
• 3.1.2 相位噪声模型
• 3.2 相位噪声对OFDM 系统的影响
• 3.3 消除相位噪声算法综述
• 3.3.1 自消除算法
• 3.3.2 时域消除算法
• 3.3.3 频域消除算法
• 3.4 基于判决反馈的相位噪声抑制算法
• 3.5 仿真结果及分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 相位噪声抑制模块的硬件结构设计
• 4.1 接收机判决反馈相位噪声抑制模块硬件实现设计
• 4.2 基于导频的CPE 估计
• 4.3 基于判决数据的CPE 估计
• 4.4 浮点转定点
• 4.5 仿真结果及分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文