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预均衡正交频分多路复用系统性能研究

作　者: 刘大为
导　师: 李少谦；唐友喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线通信正交频分复用无线衰落信道上行链路预均衡多载波频域扩频系统多入多出无线通信系统
分类号: TN919.72
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

当前无线通信的发展正处于最为关键的时期，综合评估对各种未来通信系统的研究，可以发现正交频分多路复用技术(OFDM)会成为未来的主流框架技术渐成共识。本文首先回顾了无线通信系统近年来的发展，对现在正在成为研究热点的部分无线通信技术和通信系统进行了简要介绍，然后对正交频分多路复用系统的基本概念、优势以及不足进行了较为详细的的说明，最后对OFDM的一个分支：采用预均衡技术的OFDM系统进行了全面阐述。在对现有研究现状进行部分总结后，给出了预均衡OFDM系统研究中尚存在的问题，引出了本文的研究内容和研究方向。预均衡OFDM系统具有常规OFDM系统没有的一些典型优点，如节约传输资源，降低接收端复杂度等，在多载波频域扩频(MC-CDMA)系统中，还可以解决上行链路信道估计方面遇到的困难，因此，本文的研究方向即为对采用预均衡技术的OFDM系统以及MC-CDMA系统性能进行详细的研究。目前的预均衡OFDM系统的研究，以仿真研究居多，且大部分考虑的是理想情况下的预均衡系统性能。本文第二章首先描述了采用预均衡技术的OFDM系统模型，在此基础上，给出了两种不同预均衡方案(相位预均衡和幅度相位预均衡)下的几种典型系统的误码率公式。重点分析了其中的预均衡功率归一化因子，预均衡门限等的变化情况。对幅度相位预均衡的两种不同策略进行了深入分析，并在综合考虑这两种典型的预均衡策略后，提出了一种新的双门限的预均衡策略，并对其性能进行了分析。该策略结合了之前两种策略的优势，使得系统设计更为灵活。在对理想情况下的预均衡系统性能进行研究之后，本文的第三章，重点讨论了几种非理想因素对预均衡系统的性能影响。预均衡系统需要采用TDD方式，根据参考链路的信道估计值来计算预均衡链路的预均衡因子，该因子的准确性直接取决于参考链路的信道估计精度。因此，首先考虑了存在信道估计误差条件下，也即得不到理想预均衡因子时，系统的误码率性能。影响预均衡系统的另一个重要因素是抽样定时，本文第三章对定时误差对预均衡系统的性能进行了理论分析，并提出了相应的解决方案以降低定时误差对系统性能的影响。考虑的第三个非理想因素是信道时变性。在快衰落信道中，信道特性的变化使得上下行链路的信道

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-8
本论文所用到的图形列表  8-10
本论文所用到的表格列表  10-11
主要数学符号及缩略词表  11-14
目录  14-16
第一章绪论  16-29
  1.1 研究背景  16-22
    1.1.1 移动与无线通信的发展历史与现状  16-19
    1.1.2 正交频分多路复用系统  19-22
  1.2 预均衡正交频分多路复用系统的研究现状  22-26
  1.3 本文的主要研究内容和贡献  26-27
  1.4 论文结构及内容安排  27-29
第二章预均衡正交频分多路复用系统及理论性能  29-54
  2.1 无线信道的频率选择性  29-30
  2.2 预均衡正交频分多路复用系统原理  30-33
  2.3 不同预均衡策略及其理论性能  33-52
    2.3.1 相位预均衡系统性能  34-38
    2.3.2 幅度相位预均衡系统性能  38-49
    2.3.3 混合预均衡系统性能  49-52
  2.4 本章小结  52-54
第三章非理想条件下的预均衡OFDM系统性能  54-85
  3.1 参考链路信道估计误差对预均衡OFDM系统的性能影响  54-59
    3.1.1 相位预均衡  54-57
    3.1.2 幅度相位预均衡  57-59
  3.2 定时误差对预均衡OFDM系统的性能影响  59-68
    3.2.1 定时误差分析  59-66
    3.2.2 定时误差导引符号方法  66-68
  3.3 时变信道下的预均衡正交频分多路复用系统  68-83
    3.3.1 无线信道的时间选择性  68-69
    3.3.2 时变信道下的预均衡OFDM系统性能  69-72
    3.3.3 采用维纳预测滤波器的预均衡OFDM系统  72-77
    3.3.4 采用KALMAN滤波器的预均衡OFDM系统性能  77-83
  3.4 本章小结  83-85
第四章预均衡多载波扩频通信系统性能分析  85-100
  4.1 系统模型  86-87
  4.2 MC-CDMA系统的预均衡策略  87-90
  4.3 受控预均衡系统性能  90-98
    4.3.1 基于幅度相位补偿的受控预均衡  90-95
    4.3.2 数值结果与仿真分析  95-98
  4.4 本章小结  98-100
第五章预均衡MIMO-OFDM系统容量与性能  100-113
  5.1 采用预均衡的MIMO系统容量分析  100-103
  5.2 采用预均衡的MIMO-OFDM系统容量分析  103-106
  5.3 预均衡空频分组码  106-112
  5.4 本章小结  112-113
第六章结束语  113-116
  6.1 总结  113-114
  6.2 下一步工作的建议和未来研究方向  114-116
致谢  116-117
参考文献  117-129
附录1：ITU-M.1225建议的多径抽头延迟线结构参数  129-130
本文作者已经发表、录用和在审的文章  130-132
本文作者在攻读博士学位期间参加的科研项目  132

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