OFDM系統(tǒng)波束成形研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)，可以看成是多載波調(diào)制(MCM)和頻移鍵控(FSK)調(diào)制的結(jié)合，是新一代無線通信傳輸?shù)闹饕蜻x技術(shù)。多天線OFDM系統(tǒng)采用陣列天線實(shí)現(xiàn)空間分集，利用了時(shí)間、頻率和空間三種分集技術(shù)，使無線通信系統(tǒng)對噪聲、干擾和多徑的容限大大增加。本學(xué)位論文研究了多天線OFDM系統(tǒng)智能天線技術(shù)的一個(gè)熱點(diǎn)問題：波束成形。 本文首先研究了基于參考信號的OFDM波束成形系統(tǒng)。此類波束成形系統(tǒng)使用的參考信號通常是

2、導(dǎo)頻子載波，但由于一些OFDM系統(tǒng)導(dǎo)頻資源很有限，導(dǎo)致系統(tǒng)性能難以繼續(xù)提高。因此，本文提出了利用導(dǎo)頻子載波和虛擬子載波的波束成形算法。并且，在多徑無線信道中，從收斂性、功率譜、誤幀率等多個(gè)角度全面分析了這一算法對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明，基于導(dǎo)頻子載波和虛擬子載波的波束成形算法能在不影響頻譜利用率的條件下使OFDM波束成形系統(tǒng)性能得到明顯改進(jìn)。 基于特征分析的OFDM系統(tǒng)波束成形算法對減少系統(tǒng)復(fù)雜性和提高系統(tǒng)性能具有很大的潛力。

3、在這種波束成形系統(tǒng)中，判決特征信道的個(gè)數(shù)是首要的和關(guān)鍵的問題，它直接決定了接收機(jī)采用解調(diào)模塊的數(shù)目。本文在分析該算法基本原理的基礎(chǔ)上，首先提出了“有效特征信道階”的概念：其次，結(jié)合有效特征信道階是與噪聲和多徑信道路徑幅度相關(guān)的特點(diǎn)，提出了基于恒虛警率(CFAR)的信道階檢測算法；最后，利用多徑隨機(jī)信道模型，對這一算法進(jìn)行廣泛的仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明這一算法具有優(yōu)越的性能，對提高系統(tǒng)性能很有利。 基于波達(dá)方向(DOA)的波束成形算法是

4、目前被廣泛使用的一類波束成形算法，具有很好的性能。但是，該類算法的良好性能總是基于DOA的精確估計(jì)基礎(chǔ)上的。實(shí)際上，由于環(huán)境噪聲和其它干擾源的影響，要得到精確的DOA估計(jì)往往比較困難，這將導(dǎo)致算法的魯棒性下降。為此，本文提出了基于擴(kuò)展貝葉斯濾波的魯棒波束成形算法。在該算法中期望信號的波達(dá)方向被看成一個(gè)由若干樣點(diǎn)組成的隨機(jī)變量，利用后驗(yàn)概率對這些樣點(diǎn)的最小畸變響應(yīng)(MVDR)波束成形權(quán)值進(jìn)行加權(quán)來取得優(yōu)化的權(quán)值，并對小概率樣點(diǎn)進(jìn)行重采樣，