单载波传输系统频域均衡算法的研究

论文摘要

随着人们对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展,宽带无线通信已成为无线通信发展的必然趋势。在无线宽带通信系统中,信道的多径效应会严重影响通信的可靠性。因此,如何提高系统的传输性能和采用何种方案对抗信道的多径效应是很有关系的。在IEEE802.16a标准对于物理层标准的关键技术中建议了正交频分复用（OFDM）和采用频域均衡技术的单载波传输（SC-FDE）两种方案。同时,这两种技术方案也是第四代移动通信的核心技术。因此,它们的研究对于无线通信的发展及其重要。SC-FDE是宽带无线传输中一种很有效的对抗多径效应的方法,它有效地结合了单载波技术和OFDM技术的优点,弥补了OFDM技术的不足,成为未来高速无线通信系统的一个极具竞争力的方案。本文对SC-FDE技术原理和各种均衡技术作了介绍,搭建了SC-FDE的仿真系统。在研究无线通信技术前,必须先了解无线通信系统的电磁波传播环境和特性,因为无线通信信道是影响无线通信系统性能的一个重要因素。首先介绍了无线通信系统的信道特性,分析了无线信道对数字信号传输的影响以及衰落信道的统计模型。讨论了宽带无线信道的动态特征,指出由于多径时间扩散和多普勒扩展引起的时间频率双选择性。分析了仿真用的SUI信道模型,给出了SUI-5信道的时、频特性。对单载波调制解调技术及信道编解码技术分析的基础上,提出了基于独特字（UW）的单载波频域均衡传输系统。研究了单载波频域均衡系统的负载帧传输格式,描述了导频字UW序列的产生方法,并对UW序列的性能进行了研究。对频域均衡的原理进行了讨论,并对SC-FDE系统的信道频域估计进行了研究和仿真。接着对频域线性均衡算法进行了研究和仿真。对最小均方误差（MMSE）均衡算法进行理论分析,并推导出改进算法用来消除MMSE均衡残留的码间干扰。对比分析了不同线性均衡算法的系统性能。讨论了不同长度训练序列以及不同调制方式与系统性能的关系。最后对频域判决反馈均衡算法进行了研究和仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.2.1 宽带无线接入技术的发展现状
• 1.2.2 单载波频域均衡技术的发展现状
• 1.3 本文主要研究内容及结构
• 第2章 无线信道对宽带信号传输的影响分析
• 2.1 无线信道
• 2.1.1 无线信道对数字信号传输的影响
• 2.1.2 无线移动通信系统的干扰
• 2.1.3 衰落信道统计模型
• 2.2 宽带系统信道
• 2.2.1 多径时间扩散与相干带宽
• 2.2.2 多普勒扩展与相干时间
• 2.3 SUI 信道模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 单载波频域均衡传输系统
• 3.1 单载波频域均衡传输系统组成
• 3.1.1 单载波调制与解调技术
• 3.1.2 信道差错编解码技术
• 3.2 单载波频域均衡系统的帧格式
• 3.2.1 SC-FDE 系统负载帧格式
• 3.2.2 UW 序列的产生方法和性能研究
• 3.3 本章小结
• 第4章 单载波频域均衡算法研究
• 4.1 频域均衡原理及信道估计
• 4.1.1 频域均衡原理
• 4.1.2 单载波频域系统的信道估计技术
• 4.1.3 仿真结果
• 4.2 SC-FDE 系统的频域线性均衡
• 4.2.1 频域线性均衡
• 4.2.2 仿真结果
• 4.3 SC-FDE 系统的判决反馈均衡
• 4.3.1 频域判决反馈均衡
• 4.3.2 仿真结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢