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基于频域过采样的单载波频域均衡系统关键技术研究

作　者: 张晓辉
导　师: 穆晓敏; 陈恩庆
学　校: 郑州大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 宽带无线通信单载波频域均衡保护间隔频域过采样
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 68次
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内容摘要

在现代宽带无线通信系统中,高速率和大容量的通信传输使得如何有对抗信道的频率选择性成为需解决的关键性问题,频率选择性信道会造成传输数据的符号间干扰,并严重影响无线通信系统的性能。传统的单载波时域均衡技术只适用传输速率较低的应用场景,随着数据传输速率的增大,其计算复杂度会变的极大,因此无法适用于宽带通信系统中。而采用FFT/IFFT进行调制和解调的正交频分复用(OFDM)技术能够在降低均衡计算复杂度的同时有效地对抗频率选择性信道造成的码间干扰,但也存在峰值平均比过高和对载波频偏的高敏感度等缺点。单载波频域均衡技术(SC-FDE)采用与OFDM相似的频域均衡思想,所不同的是其IFFT和FFT模块都位于通信系统的接收端,在发送端采用时域串行的发送方式,在接收端将接收信号转换到频域进行均衡以消除频率选择性信道的影响。因而SC-FDE技术在保持均衡的低计算复杂度的同时,避免了OFDM系统中由于并行发送所造成的发送信号的高峰值平均功率比,并能够达到与OFDM相近的性能,因而已成为无线宽带接入系统物理层信道均衡的重要技术之一。论文首先对无线信道特性和信道均衡技术的发展历史进行了简要的阐述,详细的介绍了单载波频域均衡系统的基本原理及其特性,并将单载波频域均衡的系统特性和OFDM系统进行了比较,对SC-FDE系统中的经典均衡算法(MMSE)进行了仿真研究,并与OFDM系统的均衡算法性能进行了比较和分析。然后对单载波频域均衡系统中三种不同的保护间隔加入方法进行了研究,分析了循环前缀、零保护间隔和独立字情况下系统在理论上的信干比和误码率性能,并对三种保护间隔加入方法的单载波频域均衡系统进行了仿真和性能比较。最后在零保护间隔研究的基础上提出了基于频域过采样的单载波频域均衡系统,将频域过采样的思想引入单载波频域均衡系统并保持了频域均衡的低复杂度的特性,设计了系统发送端和接收端的信号处理方法,并对所设计的基于频域过采样的单载波频域均衡系统进行了仿真,仿真结果表明频域过采样能够有效的提高均衡和信道估计的性能。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 绪论  10-16
  1.1 引言  10-11
  1.2 无线信道特性  11-14
    1.2.1 时频双选择性信道  11-13
    1.2.2 信道模型  13-14
  1.3 信道均衡  14-16
2 SC-FDE与OFDM系统概述  16-31
  2.1 引言  16-17
  2.2 SC-FDE系统原理  17-22
    2.2.1 系统模型  17-20
    2.2.2 频域信道均衡  20
    2.2.3 频域信道估计  20-21
    2.2.4 单载波频域均衡的特性  21-22
  2.3 OFDM系统原理及特点  22-26
    2.3.1 OFDM系统模型  22-24
    2.3.2 OFDM系统特性  24-26
  2.4 SC-FDE与OFDM的比较  26-28
  2.5 仿真结果  28-30
  2.6 本章小结  30-31
3 SC-FDE系统中保护间隔的研究  31-42
  3.1 引言  31-32
  3.2 CP-SC-FDE理论误码率  32-36
  3.3 ZP-SC-FDE  36-38
    3.3.1 重叠相加  36-37
    3.3.2 理论误码率  37-38
  3.4 UW-SC-FDE理论误码率  38-40
  3.5 仿真结果  40-41
  3.6 本章小结  41-42
4 基于频域过采样的单载波频域均衡  42-56
  4.1 引言  42-44
    4.1.1 频域过采样  42-43
    4.1.2 线性卷积与循环卷积的关系  43-44
  4.2 系统模型  44-48
  4.3 信道估计  48-49
  4.4 频域分集  49
  4.5 仿真结果  49-55
  4.6 本章小结  55-56
5 总结和展望  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
个人简历  61

基于频域过采样的单载波频域均衡系统关键技术研究

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