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单载波频域非线性均衡技术研究

作　者: 王乐
导　师: 张乃通
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 单载波 频域均衡 判决反馈 迭代块 双向判决
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


宽带无线通信得迅猛发展极大的丰富了人们的生活。由于无线信道不像有线信道那样固定,当信息在无线信道中传播时不可避免的要受到多径干扰的影响。如何消除这些干扰,保证通信质量是人们一直不断探讨的问题。近年来,单载波调制再一次逐渐成为人们研究的热点,并作为像正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)等多载波调制技术的补充替代技术。这在很大程度上是因为经过快速傅里叶变换后,在频域上采用非线性均衡结构的复杂度和OFDM技术接近。这里的非线性均衡主要是由两个线性均衡器组成,一部分直接消除部分码间干扰,另一部分利用先前检测得数据进一步消除码间干扰。实际上,对高效非线性频域均衡技术的研究进一步推动了单载波调制技术在不同标准中的应用。本文首先阐述了无线信道的基本特征,小尺度衰落的基本参数与分类;建立了固定宽带无线访问标准化委员会IEEE802.16.3规定的无线信道SUI信道模型。其次,对单载波传输系统做了介绍。阐述了单载波传输系统中的关键技术。论证了循环卷积代替线性卷积的条件以及单载波频域均衡的系统帧格式。对UW序列的产生以及性能进行了评估。介绍了均衡的基本分类与频域均衡的原理。详细推导了频域线性均衡与频域判决反馈均衡的基本原理,给出了在SUI-5信道条件下两种均衡的性能分析。对单载波频域均衡的性能进行分析,从复杂度的角度给出给出时域均衡与频域均衡的复杂度比较从信道容量以及信号峰值平均功率比的角度给出单载波频域均衡与OFDM系统的比较。最后,研究了频域判决反馈均衡的一些改进算法,主要包括频域迭代块判决反馈均衡、频域均衡噪声预测、频域双向判决反馈均衡算法。对这几种算法进行分析与给出了系统误码率曲线。在此基础上,提出了新的改进算法频域均衡双向噪声预测算法。仿真结果表明,所提出的算法可以得到与频域双向判决反馈均衡近似的性能,优于频域判决反馈均衡与频域均衡噪声预测。从复杂度的角度讲,降低了频域双向判决反馈均衡的计算复杂度,并且所提出的改进算法前馈和反馈滤波器系数相互独立,这样设计更加灵活。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题背景及意义  10-11
  1.2 载波体制的发展及研究现状  11-15
    1.2.1 传统的单载波时域均衡技术  11
    1.2.2 多载波技术  11-13
    1.2.3 单载波频域均衡技术  13-15
  1.3 均衡算法的研究现状  15-16
  1.4 本文的主要研究内容和结构  16-18
第2章 无线信道与仿真建模  18-30
  2.1 无线信道基本介绍  18-19
  2.2 小尺度衰落  19-25
    2.2.1 多径信道的基本参数  20-23
    2.2.2 小尺度衰落的分类  23-25
  2.3 SUI 信道模型  25-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章 单载波频域均衡概述  30-48
  3.1 均衡技术的分类  30-31
  3.2 单载波频域均衡传输系统组成  31-32
  3.3 单载波频域均衡系统帧格式  32-36
    3.3.1 单载波频域均衡传输格式  32-35
    3.3.2 UW 序列的产生方法和性能研究  35-36
  3.4 频域均衡基本原理  36-38
  3.5 单载波频域线性均衡算法  38-40
    3.5.1 基本结构  38-39
    3.5.2 仿真结果  39-40
  3.6 单载波频域判决反馈均衡算法  40-44
    3.6.1 基本结构  40-42
    3.6.2 仿真结果  42-44
  3.7 单载波频域均衡性能评估  44-47
    3.7.1 频域均衡与时域均衡复杂度比较  44-45
    3.7.2 信道容量  45-46
    3.7.3 信号峰值平均功率比  46-47
  3.8 本章小结  47-48
第4章 单载波频域非线性均衡改进算法  48-64
  4.1 频域迭代块判决反馈均衡算法  48-53
    4.1.1 基本结构  48-49
    4.1.2 设计方法  49-52
    4.1.3 仿真结果分析  52-53
  4.2 频域均衡时域噪声预测算法  53-56
    4.2.1 基本结构  53-54
    4.2.2 设计方法  54-55
    4.2.3 仿真结果分析  55-56
  4.3 频域双向判决反馈均衡算法  56-60
    4.3.1 基本结构  56-57
    4.3.2 设计方法  57-59
    4.3.3 仿真结果分析  59-60
  4.4 频域均衡双向噪声预测算法  60-62
  4.5 各种均衡算法复杂度比较  62-63
  4.6 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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