OFDM系统中子载波干扰的抑制研究

发布时间：2017-05-23 07:00

  本文关键词：OFDM系统中子载波干扰的抑制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)突出的抗干扰能力以及较高的频谱利用率,使其成为长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统的关键技术。但是,OFDM系统需要精确的频率同步来保持子载波之间的正交性,而无线信道的时变性以及多普勒频展都会使发送符号产生频率偏移,从而导致子载波间干扰(Inter Carrier Interference,ICI)。并且在高传输速率下,ICI对系统的影响更大。因此,对OFDM系统中ICI的消除方法进行研究是十分必要的。论文首先对OFDM系统中ICI产生的机理进行了分析,较全面地研究了由载波频率偏移和多径时变信道引起的ICI,并通过仿真说明了ICI对OFDM系统的影响。随后对当前的ICI消除算法进行了研究。其中相邻符号自消除算法通过将互为相反数的发送符号调制到相邻子载波上来减小载波间的干扰系数,时域加窗算法可以有效降低信号的功率谱旁瓣,而迫零均衡和最小均方误差均衡方法可以用来消除无线时变信道下的ICI。最后针对由载波频偏引起的ICI,论文提出了一种改进的ICI自消除算法,即基于对称子载波的ICI自消除算法。所提算法将互为相反数的发送符号调制到对称子载波上,并在接收端将解调信号进行线性组合。为了进一步降低ICI,将基于对称子载波的ICI自消除算法与时域加窗相结合,即在发送数据符号之前,与升余弦函数相乘。仿真实验表明对称算法可以减小子载波间的干扰系数,提高系统的载波干扰比(Carrier to Interference power Ratio,CIR)性能。并且加窗后OFDM符号频谱的边瓣衰减速度快,从而降低了对频偏的敏感性。而针对由多径时变信道引起的ICI,将对称算法与频域均衡相结合,即在发送端对符号进行对称调制,而在接收端增加迫零均衡器来恢复所需的发送符号。仿真结果表明,与频域均衡结合后,可以有效抑制由多径时变信道引起的ICI,提高系统的抗干扰性能。
【关键词】：正交频分复用 子载波间干扰 ICI自消除算法 时域加窗 频域均衡
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 OFDM技术特点10-11
• 1.3 ICI抑制研究现状11-12
• 1.4 本文内容安排12-13
• 2 无线移动环境及OFDM系统13-22
• 2.1 正交频分复用系统13-19
• 2.1.1 OFDM基本原理13-16
• 2.1.2 OFDM的DFT/IDFT实现16
• 2.1.3 保护间隔和循环前缀16-18
• 2.1.4 OFDM系统收发机结构18-19
• 2.2 移动无线信道的传输特性19-21
• 2.2.1 多径效应和多径时延扩展19-20
• 2.2.2 多普勒频移20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 OFDM系统ICI分析22-37
• 3.1 载波频偏引起的ICI22-29
• 3.1.1 载波频偏引起ICI机理22-24
• 3.1.2 ICI分布特性分析24-26
• 3.1.3 ICI对信号功率的影响26-28
• 3.1.4 ICI对信噪比性能的影响28-29
• 3.2 无线时变信道引起ICI29-33
• 3.2.1 无线时变信道引起ICI机理29-32
• 3.2.2 无线时变信道下的ICI特性32-33
• 3.3 ICI对OFDM系统误码率性能的影响33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 OFDM系统中子载波间干扰抑制方法37-47
• 4.1 ICI自消除算法37-41
• 4.1.1 相邻符号自消除算法37-39
• 4.1.2 多项式编码自消除算法39
• 4.1.3 ICI自消除算法的仿真分析39-41
• 4.2 时域加窗法41-43
• 4.3 频偏估计与消除方法43-45
• 4.4 频域均衡45-46
• 4.4.1 迫零均衡45-46
• 4.4.2 最小均方误差均衡46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 改进的ICI消除方法47-70
• 5.1 改进的ICI自消除算法47-58
• 5.1.1 基于对称子载波的自消除算法47-50
• 5.1.2 采用对称算法后干扰分布特性50-54
• 5.1.3 CIR性能分析54-56
• 5.1.4 BER性能分析56-58
• 5.2 与时域加窗相结合的对称算法58-64
• 5.2.1 算法原理分析58-61
• 5.2.2 CIR性能分析61-62
• 5.2.3 BER性能分析62-64
• 5.3 对称算法与频域均衡相结合64-69
• 5.3.1 对称算法与频域均衡相结合的系统结构65
• 5.3.2 对称算法与频域均衡相结合65-68
• 5.3.3 BER性能分析68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 论文工作总结70
• 6.2 今后工作展望70-72
• 参考文献72-74
• 攻读硕士期间发表学术论文情况74-75
• 致谢75

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