MB-OFDM系统抗窄带干扰技术的研究

论文摘要

结合OFDM和跳频（FH）技术的多频带正交频分复用（MB-OFDM）系统是未来短距离移动通信系统一种很有应用前景的超宽带（UWB）系统候选方案。本文主要针对MB-OFDM系统抗窄带干扰和抗衰落技术进行了研究,主要内容包括:在传统的窄带干扰抑制OFDM（IS-OFDM, interference suppressing OFDM）超宽带系统的基础上,研究了一种基于载波分组方案的新的超宽带系统,以进一步削弱超宽带通信系统频谱范围内的窄带干扰的影响。改进的IS-OFDM超宽带系统利用一个子带内所有子载波的频率分集性,将子载波的编码数据流扩展到相应子带分组中的所有子载波上,从而提高了系统的分集增益,增强了其抗窄带干扰能力。它可以根据信道条件优化子带的分组值,以最大限度地改善MB-OFDM系统的性能。此外,还引入了具有最小总均方相关性（TSC）的扩展矩阵来调整发射信号的频谱,理论分析和仿真结果均表明,它能进一步提高系统的抗窄带干扰能力。在传统的MB-OFDM超宽带系统中,通常使用卷积编码和比特交织技术来开发信道的分集度,但它们不适于高速传输的情况。采用正交扩展方法可以提高系统高速传输时的分集增益,如采用一般正交扩展矩阵,则信道中的多径分量不能得到充分利用。为此,在高速传输的MB-OFDM超宽带系统中引入了一种高阶旋转扩展矩阵模型,它可以依据不同的旋转角度灵活地产生各种扩展矩阵,以便增加传输信号间的相关性,提高信道多径分量的利用率。基于误差权重分布（EWD）的方法,分析了各种角度的高阶旋转扩展矩阵的分集度。理论分析与仿真结果表明,各种角度（除了π/2）的高阶旋转矩阵通过利用MB-OFDM子带部分子载波的频率分集性,使得系统抗窄带干扰的能力明显提高。高速MB-OFDM超宽带信号经过信道传输后,会在子载波上呈现不同程度的频率选择性衰落,且邻近子载波间的相关性也会增大,因此,正交扩展操作还不能有效的提高系统的分集增益。针对这个问题,研究了一种基于正交块扩展与载波交织相结合的方法,该方法对扩展数据进行重新排列,以在频域产生随机化的效果,它能够有效的提高系统的分集增益,且具有很小的时间延迟。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 论文主要工作与章节安排
• 2 MB-OFDM UWB 系统的基本理论与结构
• 2.1 引言
• 2.2 OFDM 系统的基本原理
• 2.3 MB-OFDM UWB 系统的基本理论与结构
• 2.3.1 MB-OFDM 系统描述
• 2.3.2 系统参数与实现结构
• 2.4 超宽带信道模型
• 2.4.1 IEEE802.15.3a 推荐的UWB 信道模型
• 2.4.2 信道的实现与仿真
• 2.5 本章小结
• 3 基于 IS-OFDM 技术的 MB-OFDM 方案
• 3.1 引言
• 3.2 IS-OFDM 抗干扰技术分析
• 3.2.1 发射机结构
• 3.2.2 接收机结构
• 3.2.3 仿真分析
• 3.3 基于IS-OFDM 的 MB-OFDM 系统的研究
• 3.3.1 系统结构
• 3.3.2 仿真结果与分析
• 3.4 改进的IS-OFDM UWB 技术
• 3.4.1 频域编码概念
• 3.4.2 最小 TSC 序列
• 3.4.3 改进的IS-OFDM UWB 系统方案
• 3.4.4 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 4 基于扩展与交织的 MB-OFDM 技术的研究
• 4.1 引言
• 4.2 系统描述
• 4.3 高阶旋转扩展矩阵的研究
• 4.3.1 各种扩展矩阵
• 4.3.2 高阶旋转扩展矩阵
• 4.3.3 仿真分析
• 4.4 基于载波交织的MB-OFDM 系统方案
• 4.4.1 交织技术
• 4.4.2 基于载波交织的MB-OFDM 系统的研究
• 4.4.3 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 论文进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加项目