新型OFDM系統(tǒng)中信道估計(jì)與同步技術(shù)研究.pdf

1、雖然基于多載波調(diào)制的正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技術(shù)已成為未來(lái)陸地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)(IMT-Advanced)的核心無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，但困擾OFDM系統(tǒng)的子載波間干擾(Inter-Carrier Interference, ICI)問(wèn)題，以及為消除符號(hào)間干擾(Inter-Symbol Interference，ISI)引入循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,C

2、P)而導(dǎo)致的頻譜效率下降問(wèn)題，是限制OFDM系統(tǒng)傳輸可靠性與效率的兩個(gè)關(guān)鍵因素。針對(duì)該問(wèn)題，本文研究了基于交錯(cuò)正交幅度調(diào)制的OFDM系統(tǒng)(OFDM/Offset QAM, OFDM/OQAM)和基于協(xié)同通信方式的OFDM系統(tǒng)。
　　通過(guò)引入優(yōu)化設(shè)計(jì)的成形濾波器函數(shù)，并利用其良好的時(shí)域和頻域聚焦特性，OFDM/OQAM系統(tǒng)不再需要傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)中的循環(huán)前綴，從而提高了頻譜利用率。但是，如何設(shè)計(jì)OFDM/OQAM系統(tǒng)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)，并實(shí)

3、現(xiàn)可靠的信道估計(jì)與同步，是其中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
　　另一方面，協(xié)同通信(Cooperative Communications)可使得單天線(xiàn)移動(dòng)終端在多中繼或多用戶(hù)環(huán)境下，通過(guò)共享自身天線(xiàn)的方式，構(gòu)成能獲得空間分集增益的虛擬多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)系統(tǒng)。而應(yīng)用協(xié)同通信于OFDM系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題則是如何完成信道估計(jì)與同步。
　　基于上述原因，本文主要研究了上述兩種OFDM系統(tǒng)

4、的信道估計(jì)和同步問(wèn)題。在OFDM/OQAM系統(tǒng)中，本文研究了一種基于干擾消除的信道估計(jì)方法和兩種高效的同步算法；在協(xié)同OFDM系統(tǒng)中，本文則提出了一種基于交織頻帶映射的新型同步技術(shù)。
　　第二章研究了OFDM/OQAM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。首先在概述傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了OFDM/OQAM系統(tǒng)的信號(hào)模型和快速實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。然后，以擴(kuò)展高斯函數(shù)(Extended Gauss Function, EGF)作為成形原型函數(shù)，從原型函

5、數(shù)時(shí)頻聚焦特性的角度，研究OFDM/OQAM系統(tǒng)抵抗時(shí)間-頻率雙選擇性衰落的能力。
　　第三章討論了OFDM/OQAM系統(tǒng)的信道估計(jì)和同步技術(shù)。首先闡述了無(wú)線(xiàn)衰落信道模型及其特點(diǎn)，并描述了傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法。其次，在分析OFDM/OQAM系統(tǒng)導(dǎo)頻信號(hào)干擾來(lái)源的基礎(chǔ)上，研究了基于干擾消除的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)和相應(yīng)的估計(jì)算法。然后，研究了OFDM/OQAM系統(tǒng)的時(shí)間和頻率同步技術(shù)，并提出兩種分別基于頻域和時(shí)域同步導(dǎo)頻的高效

6、同步算法。最后通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真，分析驗(yàn)證了本章信道估計(jì)和同步方案的性能。
　　第四章研究了協(xié)同OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)和同步技術(shù)。首先概述了協(xié)同OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信號(hào)模型。其次對(duì)比研究了基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)方法。然后，首次提出了基于交織頻帶映射的同步導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相應(yīng)的同步算法。最后通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證，對(duì)本章的信道估計(jì)及同步方法的性能進(jìn)行分析研究。
　　本文為上述兩種新型OFDM系統(tǒng)提供了有效的信道估計(jì)和同步方案，進(jìn)一步提高了O