V-OFDM无线空中接口中的相位噪声分析与补偿

发布时间：2017-11-29 10:06

  本文关键词：V-OFDM无线空中接口中的相位噪声分析与补偿

  更多相关文章： CPE ICI OFDM IVBCI CVBPE 相位噪声 SC-FDE 矢量OFDM 信道估计 卡尔曼滤波 最小二乘(LS) 维纳相位噪声

【摘要】：在高速无线通信系统中,相位噪声是影响系统性能非常重要的一个因素,因为它的存在将造成信号星座点相位上的旋转,并给后续的均衡判决等操作带来不利的影响。此外,相位噪声还是造成射频模拟前端非理想的因素之一,它的产生来源于上下变频器中的本地振荡器(LO),考虑到上下变频器在所有无线收发端中的重要性,我们认为这将变成一个很重要的问题。另外,新型的无线通信系统常采用更高的带宽,更高阶的映射方式以及更多的收发天线来满足日益严苛的市场需求,这将对本地振荡器提出更高的要求,同时将提高模拟前端的成本。为了尽可能地减少此成本,我们希望模拟前端对相位噪声具有一定的容忍度,然后在合理复杂度的基础上实现对相位噪声在数字域上的估计和补偿。 为了满足用户日益增长的通信需求,在过去的十年中出现了许多新的物理层(PHY)无线空中接口技术和传输标准,比如正交频分复用(OFDM)技术,单载波频域均衡(SC-FDE)技术,多输入多输出(MIMO)技术,向量正交频分复用(V-OFDM)技术,空时编码(STBC)技术等等,很多论文也已经研究讨论了当上述标准中存在相位噪声时的影响及性能。考虑到现今由于基于3G和4G系统物理层无线空中接口技术的局限性,应用于5G系统的5G物理层无线空中接口技术的相关研究已经展开。OFDM技术由于其具有在多径信道下的鲁棒性,基于快速傅立叶变换(FFT)的易实现性等优点,几乎已成为大部分3G和4G无线接口的标准。但OFDM存在峰值放大器功率比(PAPR)较大以及采用高阶映射时性能较差等缺点,为克服上述缺点,在一些标准中常采用单载波频分复用(SC-FDE)技术。这两种常用技术的使用使得系统的物理层设计相当的复杂和不对称,作为OFDM和SC-FDE之间的桥梁,矢量正交频分复用(V-OFDM)因其灵活性和卓越的性能成为未来5G无线空中接口标准的最佳候选之一,以V-OFDM为基础的的广义正交频分复用(G-FDM)技术也成为重要的研究课题。尽管在3G和4G为基础的无线空中接口中已经大量研究了相位噪声损失所造成的影响,但关于射频(RF)损失如何影响未来5G接口标准的研究却非常少。本文的主要目的就是研究相位噪声损失对V-OFDM系统的影响。 首先本文提出一个数学模型来完整描述相位噪声如何影响V-OFDM系统性能。具体来讲,在V-OFDM系统中相位噪声会产生Common Vector Block Phase Error (CVBPE)和InterVector Block Carrier Interference (IVBCI)。接着本文给出了V-OFDM系统下信干噪比(SINR)封闭的数学表达式,SINR分析表明,V-OFDM系统的SINR性能与OFDM系统非常相似。但是当相位噪声损失增大时,与OFDM系统相比,V-OFDM系统通常有更高的SINRo然后本文提出了基于相位噪声估计和补偿技术的新导频方案,通过复杂度分析表明V-OFDM系统比OFDM系统具有更低的复杂度。而且,经过相位噪声补偿后,V-OFDM系统比OFDM系统具有更好的性能。最后本文提出了几乎不使用导频符号的盲和半盲相位噪声估计方案。这两种方案都有着良好的性能,蒙特卡罗仿真模拟也证实了这点。。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨全会;蒋朝晖;;无线宽带通信中的MIMO技术[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期

2 吕进文;张立军;陈常嘉;;MIMO系统中改进的天线选择算法[J];北京交通大学学报;2006年02期

3 周嗣勇;杨维;;基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析[J];北京交通大学学报;2007年02期

4 蒋伟,项海格;采用M-QAM调制的MIMO系统中基于置信度传播的多用户检测算法[J];北京大学学报(自然科学版);2004年05期

5 李伟华;焦秉立;;基于周期反馈MIMO系统的容量研究[J];北京大学学报(自然科学版);2009年05期

6 胡高平;程艳;;基于EM算法的MIMO OFDM系统信道估计[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2009年02期

7 王强;陶小峰;许灵军;舒晶;张平;;降低B3G系统中MIMO接收机复杂度的方法[J];北京工业大学学报;2008年10期

8 肖征荣,余智,赵绍刚,吴伟陵;使用复小波包的MIMO-OFDM无线系统[J];北京航空航天大学学报;2004年11期

9 王雪松;杨星;薛春美;李道本;;MIMO-CDMA系统中的相位编码技术[J];北京航空航天大学学报;2011年09期

10 杨宇;匡镜明;费泽松;;空间复用MIMO系统的功率分配新算法[J];北京理工大学学报;2006年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;Semi-orthogonal Precoder Design with Vector Quantized Channel Information Feedback[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 肖国军;匡镜明;刘家康;;多星座图映射分层空时结构及其在无线局域网中的应用[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年

3 修春娣;王京;;分布式无线通信系统的MIMO信道容量研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年

4 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

5 江帆;王墉;杨晨阳;;时空相关信道中下行多用户MIMO系统性能研究[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

6 王墉;江帆;杨晨阳;;下行MU-MIMO与TDMA-MIMO系统性能比较[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年

7 龚希陶;王闻今;;DFT扩展的MIMO-OFDM系统中基于导频的信道估计算法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

8 龚兵;戴清杰;王赛;刘蓉;;基于闭环控制的发射分集方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

9 万蒙;;基于OFDM系统的信道估计算法的研究[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年

10 郑杰文;王军;李少谦;;在802．11n的空时传输中一种简化复杂度检测算法的性能[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 于波;MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

2 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年

4 张昕;基于OFDMA的宽带无线通信系统资源分配研究[D];华南理工大学;2010年

5 吴敏;多天线通信系统中有限反馈技术研究[D];北京交通大学;2010年

6 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年

7 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年

8 吕凌;广义协作通信若干关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

9 陈亮辉;CDMA移动通信中参数估计和数据检测[D];解放军信息工程大学;2009年

10 杨波;高频谱效率的无线网络广义协作通信技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄晶晶;基于球形译码算法的MIMO系统均衡技术[D];南昌航空大学;2010年

2 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年

3 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年

4 李萌;MIMO-OFDM系统载波同步算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 宋楠;MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 杨业强;MIMO-OFDM系统天线选择技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 薛明;MIMO-OFDM编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

8 邵家枫;基于WiMAX的初始ranging检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

9 王二小;MIMO-OFDM系统中降低PAPR技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 郭晶;超正交空时网络编码在MIMO-OFDM系统中的应用[D];大连理工大学;2010年

，

本文编号：1237054