OFDM系統中的ICI分析及其消除方法研究.pdf

1、在各種無線通信技術中，正交頻分復用（OFDM）無疑是最具有應用前景的技術之一。OFDM 可以簡單有效地消除信號多徑傳播所造成的符號間干擾，因此被認為是最適用于寬帶通信的傳輸技術之一。由于OFDM 技術本身的特點，如果信道在一個OFDM 符號周期內是非時變的，那么一定長度的CP 可以很容易的保持子載波之間的正交性。然而在實際的移動通信系統中，高頻段、高速移動、大容量的通信要求經常會導致信道在時域和頻域的衰落，進而引起載波間干擾（ICI），

2、導致性能的下降。因此，載波間干擾已經成為影響OFDM 系統性能的重要問題。ICI 的分析和研究也成為OFDM 系統接收機的關鍵技術之一，也可以認為是信道估計和均衡技術的一個重要組成部分。 本文首先分析了各種可能引起ICI 的原因，包括由于同步偏差引起的ICI，由于移動情況下的多普勒效應引起的ICI，以及由于長多徑（超過保護間隔引起的ICI）等。針對各種原因所產生的ICI 對系統的影響，本文全面分析了其反映在系統模型上的數學表達形

3、式。既從實際的物理意義出發(fā)，對不同原因引起的ICI 進行了個別分析，又給出了統一表達式，作為用數學方法處理ICI 的依據。 在分析了ICI 的影響之后，提出了相應的解決方法。主要對現有一些具有普遍適應性的ICI 消除方法進行分析。并按照是否需要與信道估計和均衡結合將這些方法分為兩大類——與信道估計與均衡無關的ICI消除方法，以及與信道估計和均衡結合的ICI 消除方法。 和信道估計無關的ICI 消除方法包括發(fā)端編碼和加窗兩

4、種。對于通過發(fā)端編碼的ICI 自消除算法來說，雖然降低了系統的頻譜效率，但是其在某些環(huán)境下的良好表現以及與編碼的某種等效關系使其有不小的應用價值。對于加窗的ICI 消除方法來說，確實能夠在一定程度上提高系統性能，而且復雜度也不高?？梢宰鳛檩o助手段，在設計成型濾波器的時候一起考慮。 與信道估計和均衡結合的ICI 消除方法，更多的是從普遍性出發(fā)，從分析數學表達式的角度來考慮ICI 干擾消除的問題。從本質上講，這一類的ICI 消除方法

5、，都是與矩陣運算所相關的。所以，只要找到有效的矩陣處理的方法，如矩陣求逆展開近似等等，就可以使這一類方法更加有效和實用。 接下來，我們針對當前比較有影響的一個系統——時域前綴頭的OFDM 系統進行了認真的分析。指出了它和傳統OFDM 系統的區(qū)別和聯系。詳細說明了各種ICI 消除算法在時域前綴頭的OFDM 系統中的應用情況。特別地，為了給與信道估計和均衡有關的ICI 消除算法提供依據，本文還特別給出了兩種可以應用于時域前綴頭的OF