信號(hào)周期平穩(wěn)特性在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文研究信號(hào)周期平穩(wěn)特性在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨在利用OFDM信號(hào)的周期平穩(wěn)特性進(jìn)行OFDM系統(tǒng)時(shí)延和頻偏盲估計(jì)、信道盲估計(jì)以及信道與頻偏的聯(lián)合盲估計(jì)。 OFDM技術(shù)被普遍認(rèn)為是下一代通信系統(tǒng)不可缺少的技術(shù)之一。為保證其具有好的性能，需要時(shí)頻同步、信道估計(jì)等一系列的關(guān)鍵技術(shù)加以支持。在信道環(huán)境允許的情況下，使用盲信號(hào)處理解決上述的問(wèn)題，可以避免傳輸效率的降低。通信信號(hào)普遍具有周期平穩(wěn)特性，基于信號(hào)周期平穩(wěn)特性的信號(hào)處理一般情況

2、下都是不需要輔助信息的盲處理。而且由于具有周期平穩(wěn)特性的信號(hào)在多個(gè)循環(huán)頻率上都有譜信息，充分利用這些信息可以解決更多的信號(hào)處理問(wèn)題。 本文首先介紹信號(hào)周期平穩(wěn)特性理論，包括其定義、周期自相關(guān)函數(shù)和周期譜、周期平穩(wěn)特性的引入以及信號(hào)周期平穩(wěn)特性的應(yīng)用領(lǐng)域等。在信號(hào)周期平穩(wěn)特性理論的支持下，探討周期平穩(wěn)信號(hào)和平穩(wěn)信號(hào)的關(guān)系，并考慮周期平穩(wěn)信號(hào)的抽樣特性。在此基礎(chǔ)上，分析論證了OFDM信號(hào)具有周期平穩(wěn)特性，從而可以利用周期平穩(wěn)特性理論

3、解決OFDM系統(tǒng)的一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。OFDM系統(tǒng)的時(shí)頻同步關(guān)鍵在于時(shí)延和頻偏的估計(jì)。本文先后以平坦衰落信道和頻率選擇性衰落信道為傳輸模型，提出基于過(guò)抽樣的OFDM系統(tǒng)時(shí)延和頻偏聯(lián)合盲估計(jì)算法。理論分析和仿真結(jié)果表明，接收端通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)某闃右蜃?，算法可以?shí)現(xiàn)更大頻偏的估計(jì)和更精細(xì)的時(shí)延估計(jì)，而且與基于線性時(shí)不變信道的傳輸模型算法相比，本算法僅需要已知信道的各徑功率和時(shí)延，無(wú)需信道在每一徑上的幅度和相位。在此基礎(chǔ)上，分析指出，如果需要在

4、數(shù)據(jù)流中放置導(dǎo)頻，那么通過(guò)合理地設(shè)計(jì)導(dǎo)頻，仍然可以保證OFDM信號(hào)具有周期平穩(wěn)特性，從而本文提出的時(shí)延和頻偏聯(lián)合盲估計(jì)算法經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)匦薷娜匀挥行А?OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)均衡和相關(guān)解調(diào)的關(guān)鍵。針對(duì)現(xiàn)有的基于求解線性方程組的算法運(yùn)算量較大的問(wèn)題，本文提出一種可以顯著減小算法運(yùn)算量并保持原算法性能的改進(jìn)算法。由于基于求解線性方程組的算法對(duì)接收信號(hào)周期自相關(guān)函數(shù)估計(jì)誤差很敏感，本文進(jìn)一步提出一種新的算法，首先進(jìn)行信道階數(shù)的估計(jì)

5、，然后通過(guò)估計(jì)信道零點(diǎn)間接獲得信道估計(jì)值。算法誤差分析和仿真結(jié)果均表明，該算法有更好的性能，而且對(duì)信道階數(shù)過(guò)估計(jì)有一定的容忍性。 系統(tǒng)中信道和頻偏總是同時(shí)存在的，所以進(jìn)行OFDM系統(tǒng)信道和頻偏的聯(lián)合估計(jì)也是必要且有意義的。本文提出一種聯(lián)合子空間方法和信號(hào)周期平穩(wěn)特性的信道和頻偏聯(lián)合估計(jì)算法。算法首先利用子空間方法獲得包含頻偏分量的信道估計(jì)值，然后利用該結(jié)果和周期平穩(wěn)特性，獲得系統(tǒng)頻偏估計(jì)值，最后從包含頻偏分量的信道估計(jì)值中去除頻