面向OFDM系統(tǒng)的信道參數(shù)估計與峰均比抑制技術.pdf

1、作為一種頻譜效率高、均衡簡單、抗多徑能力強、設計靈活、兼容性好的多載波調(diào)制技術，OFDM廣泛應用于寬帶無線傳輸各領域。作為4G的核心技術之一，OFDM并己被多個國際標準化組織所采納，例如WLAN、WiMAX、LTE-A等。然而，自OFDM被提出至今，其固有的峰均比高和易受頻偏影響的問題目前仍未得到完美的解決，因此，在很大程度上限制了其在某些特定場景下(如高速運動和功率受限)的應用。針對以上兩類問題，本文分別從峰均比抑制、時頻同步、信道估

2、計三方面對OFDM技術開展研究，具體的研究工作和創(chuàng)新性成果如下：
　　 1.針對OFDM系統(tǒng)所固有的高峰均比問題，提出了兩類基于頻譜成形的峰均比抑制算法：基于無帶寬擴展頻譜成形峰均比抑制算法；基于頻譜成形+時域定位脈沖峰值對消的峰均比抑制算法。這兩類算法均結合了矩陣預編碼和頻譜成形原理，無需多次FFT/IFFT變換，也無需傳輸邊帶信息，具有復雜度低的優(yōu)點，同時也避免了由于邊帶信息傳輸錯誤導致的誤比特率性能惡化；此外，在這兩類算法

3、中所需的頻譜成形函數(shù)無需根據(jù)OFDM原始數(shù)據(jù)信號進行分別設計，因此可以避免在選擇函數(shù)時由于搜索最優(yōu)函數(shù)所帶來的復雜度的增加。兩類算法的區(qū)別在于，后者需要額外預留子載波，并利用預留子載波信號的IFFT變換所產(chǎn)生的時域定位脈沖對消信號對頻譜成形后的時域峰值信號進行迭代峰值對消，進一步降低峰均比。理論分析和仿真結果驗證了所提算法的有效性。
　　 2.針對高速運動環(huán)境下由于信道參數(shù)估計精度低導致OFDM系統(tǒng)性能下降的問題，提出了一系列基

4、于互模糊函數(shù)的信道參數(shù)估計算法。
　　 ⅰ)在整數(shù)倍頻偏估計方面，提出了一種基于互模糊函數(shù)能量檢測的度量函數(shù)，通過設計一種能夠逼近理想自模糊函數(shù)的訓練序列，實現(xiàn)了對多徑信道具有魯棒性的全范圍、高精度、低復雜的整數(shù)倍頻偏估計；
　　 ⅱ)在存在殘余時偏情況下的整數(shù)倍頻偏估計方面，通過構造基于互模糊函數(shù)的時延-頻偏二維度量函數(shù)，提出了一種基于二維搜索的整數(shù)倍頻偏和殘余時偏聯(lián)合估計算法，該算法不僅可以進行有效的整數(shù)倍頻偏估計，

5、同時也可實現(xiàn)對殘余時偏的有效估計；
　　 ⅲ)在整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計方面，提出了一種基于Chu序列的整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計算法，該算法采用了低峰均比的Chu訓練序列，有效克服了由于高峰均比所導致的信道參數(shù)估計性能下降的問題；此外，該算法合理利用了Chu序列互模糊函數(shù)Doppler切片的特殊性質，可以在犧牲一定整數(shù)倍頻偏估計范圍的情況下，僅使用零切片即可實現(xiàn)高精度的整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計，計算復雜度極低。
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6、.針對MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計對低峰均比和高精度的需求，提出了基于循環(huán)正交Chu序列的時域MIMO-OFDM信道估計算法。
　　 ⅰ)針對頻率選擇性MIMO信道，通過對Chu序列的理想周期自相關特性的研究，提出了基于時域循環(huán)正交序列的信道估計算法，通過對各信道中的多徑進行有效分離，實現(xiàn)頻率選擇性MIMO信道估計；
　　 ⅱ)通過對循環(huán)正交算法進行改進，提出了基于連續(xù)重復循環(huán)正交短訓練序列的信道估計算法，該算法不僅