OFDM系统中相位噪声的跟踪与抑制

发布时间：2017-09-26 04:02

  本文关键词：OFDM系统中相位噪声的跟踪与抑制

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【摘要】：OFDM(正交频分复用)具有高效的频谱利用率和较强的抗无线衰落特性,因而广泛用于无线宽带接入系统。OFDM时域上较长的符号周期导致子载波间间隔较小,使其对于相位噪声十分敏感。相位噪声会引起OFDM信号的公共相位误差(CPE)和子载波间干扰(ICI),从而降低系统传输性能。随着OFDM应用的载频向更高频段发展,相位噪声的跟踪与抑制面临越来越严峻的挑战。本文基于时频联合信号处理的思路设计相位处理方案,针对ICI的抑制提出了新方法,并且解决了多径条件下符号间干扰(ISI)与相位噪声的联合抑制问题。论文的主要工作安排如下:1.阐述相位噪声产生机理与建模方法。相位噪声是由振荡器的非理想因素引起的随机扰动,不同的振荡器输出具有不同相噪特性,根据这一特性通常将相位噪声建模为高斯色噪声模型和维纳相位噪声模型。2.研究相位噪声对OFDM系统的影响。在对OFDM系统原理认识的基础上,分析相位噪声引入CPE和ICI的机制。在维纳相噪模型下的数学分析表明,系统性能与OFDM传输的多个参数有关,如码元速率,载波间隔等;在高斯色噪声下OFDM系统性能与相位噪声方差和信号调制模式相关。3.研究CP-OFDM(循环前缀OFDM)中基于时频联合的相位噪声抑制。首先根据CP信息的冗余特性,提出利用CP未受ISI影响部分在时域抑制ICI。其次在频域上,推导得出相位噪声的频域近似模型,运用该模型通过插入连续导频对相位噪声进行跟踪和抑制。仿真结果表明,相比于单一的时域或频域处理方法,时频联合方法对于OFDM系统性能改善更为显著。4.研究PN-OFDM(伪随机序列OFDM)信号在多径条件下的相噪抑制。多径条件下受相位噪声影响的PN-OFDM信号,ISI与相位噪声的干扰相互混叠。本文中利用时域的PN序列与频域的TPS符号(传输参数符号),通过循环反馈的方法,将相位噪声与ISI进行分离,单独抑制。本文方法相比于传统方法,在多径信道条件下对相位噪声估计效果更好,尤其在信道时延较大,ISI影响较为严重的情况下。
【关键词】：正交频分复用 相位噪声 子载波间干扰 循环前缀正交频分复用 伪随机序列正交频分复用
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 课题研究现状11-14
• 1.3 论文主要研究内容及结构14-15
• 第二章 OFDM与相位噪声15-27
• 2.1 OFDM系统原理15-20
• 2.1.1 OFDM技术概要15-17
• 2.1.2 OFDM信号的DFT实现及传输特性17-18
• 2.1.3 OFDM符号间保护间隔18-20
• 2.2 相位噪声统计模型20-26
• 2.2.1 相位噪声来源20-22
• 2.2.2 白噪声统计模型22-23
• 2.2.3 维纳噪声统计模型23-24
• 2.2.4 平稳高斯色噪声统计模型24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 相位噪声的影响与频域分析27-43
• 3.1 相位噪声对OFDM性能的影响27-33
• 3.1.1 传输过程数学分析27-29
• 3.1.2 相噪影响下SINR分析29-33
• 3.2 相位噪声的频域近似模型33-37
• 3.2.1 相噪频谱高阶分量的共轭对称关系33-34
• 3.2.2 频域模型的建立和性能分析34-37
• 3.3 公共相位旋转的抑制37-38
• 3.4 ICI的抑制38-42
• 3.4.1 ICI影响下的SINR38-40
• 3.4.2 ICI抑制方法及性能40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于CP重构与连续导频的相位噪声抑制43-68
• 4.1 CP重构序列抑制相位噪声43-55
• 4.1.1 CP重构及重构函数43-46
• 4.1.2 CP重构函数推导46-51
• 4.1.3 CP重构算法的性能51-55
• 4.2 插入连续导频估计相位噪声55-60
• 4.2.1 导频插入和CPE估计55-57
• 4.2.2 相噪频谱的跟踪57-59
• 4.2.3 相位噪声的补偿59-60
• 4.3 算法仿真与结果分析60-67
• 4.3.1 仿真参数设计60-62
• 4.3.2 仿真结果分析62-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 PN-OFDM多径条件下相噪联合处理68-85
• 5.1 PN-OFDM信号的传输分析68-70
• 5.2 多径信道下相位噪声时频联合抑制方法70-77
• 5.2.1 基于PN序列的信道估计70-72
• 5.2.2 利用TPS符号跟踪相位噪声72-75
• 5.2.3 循环迭代抑制ISI75-76
• 5.2.4 二次跟踪估计相位噪声76-77
• 5.3 传统ISI与相位噪声联合处理方法77-78
• 5.4 算法仿真及结果分析78-84
• 5.4.1 仿真参数设置78-79
• 5.4.2 仿真结果及分析79-84
• 5.5 本章小结84-85
• 第六章 总结与展望85-87
• 6.1 总结85-86
• 6.2 展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-92
• 攻读硕士期间取得的研究成果92-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘光辉,朱维乐;正交频分复用系统中相位噪声的影响与抑制[J];系统工程与电子技术;2005年08期

2 黄建钢;锁相环频率合成器相位噪声分析[J];雷达与对抗;1994年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘光辉;OFDM系统中相位噪声的影响与抑制研究[D];电子科技大学;2005年

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本文编号：921326