MB-OFDM UWB系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、超寬帶(UWB)是一種發(fā)展很快的新興技術(shù)，在無(wú)線通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。UWB無(wú)線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，同時(shí)具有低功耗、低成本、高精度定位等突出優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)建未來(lái)無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的理想技術(shù)。與已有的無(wú)線通信系統(tǒng)相比，UWB系統(tǒng)的帶寬及傳輸速率超高，發(fā)射功率又受到嚴(yán)格限制，尚存在不少技術(shù)難點(diǎn)亟待解決。在UWB無(wú)線高速通信領(lǐng)域，目前主要有DS—CDMA和MB-OFDM兩種方案，本文以已公布的MB-OFDM方案物理層標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，研究了其

2、中的若干關(guān)鍵技術(shù)，主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.MB-OFDM系統(tǒng)的信道均衡與分集合并技術(shù)研究
　　 研究了適用于MB-OFDM系統(tǒng)的信道均衡與分集合并技術(shù)。針對(duì)MB—OFDM系統(tǒng)的子載波頻率分集，以及UWB信道變化緩慢的特點(diǎn)，提出一種自適應(yīng)聯(lián)合均衡方案。該方案能夠?qū)⒎旨盘?hào)的頻域自適應(yīng)均衡與最大比合并(MRC)功能同步實(shí)現(xiàn)，無(wú)需傳統(tǒng)方案所需的最大比加權(quán)環(huán)節(jié)。首先從理論上證明了無(wú)符號(hào)間干擾時(shí)，最小均方誤差(MMSE)

3、合并與MRC等價(jià)，可通過(guò)符合MMSE準(zhǔn)則的自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)；接著分析出傳統(tǒng)最小均方(LMS)算法的迭代過(guò)程不符合齊次性和疊加原理，輸入信號(hào)為高度相關(guān)的分集信號(hào)時(shí)很難收斂；然后推導(dǎo)出了符合子載波分集信號(hào)特征的約束條件，約束條件下的LMS算法符合齊次性和疊加原理，具有良好的收斂特性，收斂后的權(quán)系數(shù)同時(shí)具有頻域均衡與最大比加權(quán)功能：最后推導(dǎo)了受約束LMS算法的收斂條件和時(shí)間常數(shù)，從理論上說(shuō)明其收斂特性只與歸一化步長(zhǎng)有關(guān)，而與輸入信號(hào)的相關(guān)性無(wú)關(guān)

4、。仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論分析結(jié)論。
　　 2.OFDM系統(tǒng)的比特與功率分配算法研究
　　 研究了能夠?qū)崿F(xiàn)OFDM系統(tǒng)傳輸速率最大化的比特與功率分配算法。針對(duì)整數(shù)比特限制以及MB-OFDM系統(tǒng)的運(yùn)算簡(jiǎn)單要求，根據(jù)注水原理提出一種低運(yùn)算復(fù)雜度的最優(yōu)算法——比特水線算法。在定義了比特水線并證明了比特水線性質(zhì)的基礎(chǔ)上，給出了算法原理和實(shí)現(xiàn)公式，并從理論上證明了分配結(jié)果的完備性和最優(yōu)性。分析顯示，該算法的運(yùn)算復(fù)雜度和次優(yōu)的迭代注水算法

5、或其改進(jìn)算法相當(dāng)，實(shí)際運(yùn)算量小于改進(jìn)的迭代注水算法。該算法還可以調(diào)整為功率最小化算法。仿真結(jié)果表明該算法的比特與功率分配結(jié)果和貪婪算法完全相同。
　　 3.MB—OFDM系統(tǒng)的窄帶干擾問(wèn)題研究
　　 對(duì)窄帶干擾(NBI)抑制方法進(jìn)行了研究。先總結(jié)了目前的研究現(xiàn)狀，然后討論了抑制NBI的幾種基本方法，分析了它們各自的特點(diǎn)。由于MB-OFDM方案建議使用子載波剔除法抑制NBI，所以需要簡(jiǎn)單而準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。提出一種基于序列構(gòu)