多载波CDMA系统的残留频率偏移估计及补偿方法研究

论文摘要

码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）技术以其超强抗干扰能力、高容量、高保密性等技术优势在第三代移动通信系统中被广泛应用，然而在高速数据业务中，严重的码间干扰（Inter-Code-Interference，ICI）和符号间干扰（Inter Symbol Interference，ISI）会导致系统性能明显下降。正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术作为一种多载波传输技术，在处理高速数据的系统中，能够将高速数据转换成并行的低速数据进行传输，从而减小了码间干扰以及符号间干扰的影响。多载波CDMA（Multicarrier-carrier CDMA，MC-CDMA）系统是CDMA技术和OFDM技术相结合的产物，是近年来通信研究的热点问题之一。多载波CDMA技术具有较高的频率利用率、适合高速数据传输、较强的抗窄带干扰与符号间干扰能力等优点，目前已成为第四代移动通信的备选方案之一。但是，相对于单载波调制来说，多载波CDMA系统沿袭了OFDM对频率偏移非常敏感的缺点，即使是很小的频率偏移都将导致系统解调性能的急剧下降。所以，研究适用于多载波CDMA系统的残留频率偏移估计及补偿方法显得极为重要。由于目前针对残留频率偏移（Residual Frequency Offset，RFO）估计的方法研究都是集中于OFDM系统，所以，从中选择并改进一种适合于多载波CDMA系统的，并能有效估计残留频偏的方法，是本文所作的主要工作。本文在详细分析了多载波CDMA系统的理论基础上，对多载波CDMA系统进行了研究，并从理论及仿真实验结果方面分析了残留频率偏移对多载波CDMA系统产生的影响。当前的文献都认为，残留频率偏移是由收发双端的振荡器频率不同步产生的，并没用考虑由于移动环境下所产生的特有的多普勒频移对残留频率偏移产生的影响。由此，本文同时考虑了这两个方面对残留频偏带来的影响，定义了一个残留频偏的定性公式。在此基础之上，改进了一种利用插入导频辅助数据，在接收端频域内分块估计残留频率偏移，并将估计值反馈到时域进行补偿的方法。最后仿真实验结果表明，相比改进前的方法，本文改进的方法对残留频偏估计性能更为显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信发展历史
• 1.2 多载波CDMA的发展及特点
• 1.2.1 OFDM发展历史
• 1.2.2 OFDM存在的问题
• 1.2.3 多载波CDMA系统的提出及存在问题
• 1.3 多载波CDMA系统的频率偏移估计方法的研究现状
• 1.4 本文所作工作及论文安排
• 第二章 多载波CDMA系统
• 2.1 码分多址技术
• 2.1.1 直接序列扩频（DS-CDMA）
• 2.1.2 跳频扩频（FH-CDMA）
• 2.1.3 跳时扩频（TH-CDMA）
• 2.2 正交频分复用技术
• 2.3 多载波CDMA
• 2.3.1 MC-CDMA
• 2.3.2 多载波直扩CDMA（Multicarrier DS-CDMA）
• 2.3.3 多音CDMA（Multitone CDMA）
• 2.4 信道模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 残留频率偏移对多载波CDMA系统的影响
• 3.1 频率偏移的产生
• 3.2 残留频率偏移的影响
• 3.2.1 载波频率偏移对OFDM的影响
• 3.2.2 载波频率偏移对于MC-CDMA的影响
• 3.2.3 残留频率偏移对MC-CDMA系统的影响
• 3.3 残留频率偏移对MC-CDMA系统性能影响的仿真结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 多载波CDMA系统的残留频率偏移估计方法性能分析
• 4.1 数据辅助频偏估计法
• 4.1.1 最大似然频偏估计
• 4.1.2 基于导频辅助的频偏估计
• 4.1.3 基于训练序列的频偏估计
• 4.2 非数据辅助频偏估计法
• 4.2.1 直接判决法频偏估计
• 4.2.2 基于循环前缀的定时估计
• 4.3 本文改进的一种残留频偏估计算法
• 4.4 性能仿真
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结及展望
• 5.1 总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 发表论文及获奖情况
• 参考文献