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1、西安電子科技大學博士學位論文OFDM傳輸系統(tǒng)關鍵技術研究姓名:任光亮申請學位級別:博士專業(yè):通信與信息系統(tǒng)指導教師:常義林20060301摘要正交頻分復用(0FDM)具有高的頻譜利用率和強的抗多徑衰落能力,適用于高速數(shù)據(jù)傳輸,已被I班’E802.11a,H口ERLAN/2,IEEE802.16等無線局域網(wǎng)和DAB、DVB等廣播系統(tǒng)選為物理層的傳輸標準和技術,并被視為未來第四代寬帶多媒體移動通信(4G)的首選技術。雖然OFDM傳輸技術已被多個技術標準采用,但OFDM技術的發(fā)展還尚未完善,本文在0FDM傳輸系統(tǒng)的同步、同步跟蹤、信道傳輸質量估計、自適應調制、MIM0一
2、OFDM系統(tǒng)的信道估計和發(fā)射分集等方面進行了深入研究,論文的主要研究內容包括以下幾個方面:1.oFDM同步方面,在Schmidl同步方法和其改進方法的基礎上,設計了采用偽隨機序列塊加權,并具有共軛對稱特性的訓練序列,提出了符號定時偏移和載波頻率偏移估計方法。針對OFDM系統(tǒng)的非線性,設計了一種偽隨機加權的新恒包絡訓練符號,提出了符號定時偏移估計方法和采用數(shù)據(jù)預處理進行頻率偏移估計的方法;在恒包絡訓練符號輔助的同步方法的基礎上,針對OFDM傳輸標準中已有的非恒包絡訓練符號,提出一種包絡均衡處理技術,使系統(tǒng)存在的頻偏估計轉換為頻率估計問題,通過頻率估計實現(xiàn)系統(tǒng)載波頻率
3、偏移的估計,其估計精度提高,估計范圍增大。2.同步跟蹤方面,提出了子信道傳輸系數(shù)輔助的剩余頻偏估計、采樣時鐘偏移估計和閉環(huán)跟蹤方法。在所研究的方法中,利用在數(shù)據(jù)傳輸中獲得的各個子信道傳輸系數(shù)對子信道分類,對高增益子信道承載的信息或相鄰符號間的相關系數(shù)進行硬判決,再利用判決后的數(shù)據(jù)進行剩余頻偏和采樣時鐘偏移估計。在剩余同步參數(shù)估計的基礎上,通過閉環(huán)迭代方案進行同步跟蹤。計算機模擬表明提出的方法性能優(yōu)于導頻輔助方法,傳輸效率高,時延小,復雜度低,是一融比較簡單實用的同步跟蹤方法。3.信噪比估計方面,研究了oFDM系統(tǒng)窄帶子信道的信噪比估計問題,針對低階MPSK調制,分
4、析了二階矩四階矩信噪比盲估計方法在低信噪比和有限數(shù)據(jù)條件下產(chǎn)生誤差的原因,定義了一種新的四階矩,并提出了一種二階矩四階矩信嗓比盲估計的新方法,分析了新方法在低信噪比和有限數(shù)據(jù)條件下的性能,理論分析和計算機仿真結果表明所提出的新方法可有效提高低階MPSK調制方式(M=2,4,8)在低信噪比情況下信噪比的估計精度。針對實際OFDM系統(tǒng)中存在虛載波的特點,提出了基于虛載波的信噪比估計方法.分析了有限數(shù)據(jù)對所提出方法性能的影響,計算機仿真結果表明隨著數(shù)據(jù)量的增加,其性能和基于導頻數(shù)據(jù)輔助的方法接近,且系統(tǒng)開銷小,4.在自適應oFDM系統(tǒng)研究中,針對高速實時應用的要求,研究
5、了基于sNR門限的自適應調制方法.提出基于功率裕量分配的改進自適應調制方法,與采用基硬安電子科技大學博士論文:0FDM傳輸系統(tǒng)關鍵技術研究于SNR門限的自適應調制OFDM系統(tǒng)相比,在不改變系統(tǒng)發(fā)射功率和維持最大允許誤碼率的前提下吞吐量提高20%以上。5.在MIMO.OFDM信道估計研究中,設計了一種用于信道估計的高效導頻符號,采用最大似然估計方法進行信道估計,推導了信道估計方法的性能。根據(jù)未來多媒體信息傳輸?shù)男枨?,針對四發(fā)一收的MIs0。OFDM系統(tǒng),提出了發(fā)射分集增益可變的空時分組編碼方案,所提出的方案分別具有二重和四重分集增益,提出了利用發(fā)射分集增益可變空時碼
6、方案和差錯控制編碼相結合的非等保護傳輸方案。對于無線衰落信道,提出的方案可以提供恒定的多媒體業(yè)務傳輸質量。關鍵詞:正交頻分復用同步信噪比估計自適應調制信道估計發(fā)射分集3Abs仃act0nhogonal丘equeIlcydi“sionmultipleXiIlg(OFDM)}lashighspectn姐emcieIlcyaIldrobustt0themulti-pamfhding,趾ldprovidcsaconVellient丘ameworkfort.蚰e一舭quencyprocess噸illtran姍issions)rs劬s.OFDMissui詛bleforthe1
7、1i曲bit陽lc仃{msmissionSystems,aIldh舔beenselec伽鶴tlletr如smissionstalldardsofmephysicallayerinIEEE802.1la,HIPERLAN/2柚dIEEE802.16wLANs.ItisalsothcmostattractivecaIldidatetecllIliqueforthefourthgenerationbmadb鋤dmultimediamobilecommlHlicatiolls.Altllou曲Ⅱlerearcm柚yavailable0FDM咖smissionstallda
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