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正交频分复用系统中相位噪声抑制的研究

作　者: 李正皇
导　师: 蔡坤宝
学　校: 重庆大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 正交频分复用 相位噪声 公共相位误差 载波间干扰
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 22次
引　用: 0次
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内容摘要


未来无线移动通信系统的目标是实现随时的高质量、高速率的移动多媒体及数据传输业务。正交频分复用(OFDM)具有较高的频谱利用率、可以提供更高的信息传输速率以及较好的抗多径衰落的能力,因此很适合未来的高速无线多媒体通信系统。但是OFDM系统要求子载波严格正交,且其符号周期较长,所以对相位噪声非常敏感。相位噪声会对OFDM信号带来公共相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI),如果不对相位噪声进行抑制,系统性能将会严重恶化。本文针对这个问题重点研究了抑制OFDM系统中相位噪声的算法,主要内容包括以下几个方面:本文首先详细阐述了移动通信的发展现状,OFDM的发展与应用、OFDM技术的优缺点以及本论文的研究内容和国内外研究现状。接着对OFDM系统原理和相位噪声做了介绍,重点研究了相位噪声对OFDM系统的影响,分别进行了一般性分析和一阶近似分析,为下文的研究奠定了基础。对OFDM系统中抑制CPE的算法进行了研究,包括迫零均衡(ZF)算法,最小均方误差(MMSE)算法和基于判决反馈的算法,并对这些算法的性能进行了MATLAB仿真分析。在此基础上给出了一种改进的CPE抑制方法,并在高斯白噪声信道下对算法性能进行了仿真,并与其它方法进行了对比,从仿真结果可以看出,改进的方法在抑制相位噪声方面具有更好的效果。接着详细论述了抑制相位噪声的ICI自消除算法的基本原理,研究了传统的ICI自消除算法,包括相邻取反自消除,相邻共轭自消除和对称共轭自消除算法,详细介绍了这三种算法的实现方法。研究了ICI系数的特点,并在此基础上提出了一种两端对称共轭中间相邻共轭的新方法,通过仿真确定了该算法取得最好效果的参数,并对该算法进行了MATLAB仿真,与传统的自消除算法进行对比,验证了算法的有效性能。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 移动通信的发展现状  8
  1.2 OFDM 系统  8-11
    1.2.1 OFDM 的发展与应用  8-10
    1.2.2 OFDM 技术的优点  10-11
    1.2.3 OFDM 技术的缺点  11
  1.3 本文研究内容和国内外研究现状  11-14
  1.4 论文组织结构安排  14-15
2 相位噪声及其对 OFDM 系统的影响  15-35
  2.1 OFDM 技术基础  15-22
    2.1.1 OFDM 系统原理  15-18
    2.1.2 傅里叶变换在OFDM 中的运用  18-19
    2.1.3 保护间隔与循环前缀  19-22
  2.2 相位噪声  22-27
    2.2.1 相位噪声简介  22
    2.2.2 相位噪声的定义  22-24
    2.2.3 相位噪声模型  24-27
  2.3 相位噪声对OFDM 系统的影响分析  27-34
    2.3.1 一般性分析  27-31
    2.3.2 理论近似分析  31-32
    2.3.3 对误码率的影响  32-34
  2.4 本章小结  34-35
3 OFDM 系统中抑制相位噪声 CPE 的主要算法  35-44
  3.1 利用导频进行CPE 抑制的原理  35
  3.2 CPE 抑制的主要算法  35-40
    3.2.1 迫零方法  35-37
    3.2.2 最小均方误差方法  37-38
    3.2.3 基于判决反馈的MMSE 方法  38-40
  3.3 CPE 抑制改进算法  40-43
    3.3.1 算法原理  40
    3.3.2 算法实现  40-42
    3.3.3 仿真结果及分析  42-43
  3.4 本章小结  43-44
4 抑制相位噪声的 ICI 自消除算法  44-59
  4.1 ICI 自消除算法原理  44-45
  4.2 传统的ICI 自消除算法  45-51
    4.2.1 相邻取反自消除  45-47
    4.2.2 相邻共轭自消除  47-49
    4.2.3 对称共轭自消除  49-51
  4.3 一种新的ICI 自消除方法  51-55
    4.3.1 算法的提出背景  51-53
    4.3.2 算法的实现分析  53-55
  4.4 ICI 自消除算法的仿真分析  55-58
  4.5 本章小结  58-59
5 总结与展望  59-61
  5.1 论文工作小结  59
  5.2 后续工作展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录 作者在攻读学位期间发表的论文目录  66

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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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