多載波系統(tǒng)中的載波間干擾消除方法研究.pdf

1、下一代無(wú)線通信系統(tǒng)致力于向多個(gè)移動(dòng)用戶提供更高質(zhì)量的高速無(wú)線多媒體服務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，多載波調(diào)制(MCM)技術(shù)與多址接入技術(shù)由此受到了極大關(guān)注。典型的多載波調(diào)制技術(shù)--正交頻分復(fù)用(OFDM)利用循環(huán)前綴(CP)從理論上說(shuō)可以完全消除符號(hào)間干擾(ISI)。而多址接入技術(shù)為多個(gè)用戶同時(shí)提供接入服務(wù)，它很容易與多載波調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，尤其是與OFDM技術(shù)相結(jié)合的正交頻分多址接入(OFDMA)技術(shù)。 當(dāng)前，支持寬帶無(wú)線接入的WiMAX技術(shù)受

2、到業(yè)界普遍關(guān)注，它基于無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)標(biāo)準(zhǔn)，可以在固定或移動(dòng)的環(huán)境下提供高速的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等業(yè)務(wù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。而OFDMA技術(shù)是支持移動(dòng)性的IEEE 802.16e(WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。本文主要研究子載波交織分配的OFDMA上行鏈路系統(tǒng)。 由于用戶數(shù)據(jù)率提高和移動(dòng)速率增大，使得無(wú)線傳輸信道的多徑效應(yīng)以及多普勒擴(kuò)展等造成更為嚴(yán)重的符號(hào)間干擾、載波間干擾(ICI)和多址接入干擾(MAI)，這是多載波系統(tǒng)研究中所

3、必須解決的主要問(wèn)題之一。 本文的研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下： 研究了基于CP的OFDM系統(tǒng)模型以及時(shí)變多徑信道模型，對(duì)ICI的產(chǎn)生機(jī)理分別從時(shí)域和頻域的角度進(jìn)行了分析，并對(duì)信干比(SIR)與多普勒頻移的關(guān)系，信號(hào)干擾噪聲比(SINR)與信噪比(SNR)的關(guān)系，以及ICI的能量分布特征進(jìn)行了理論分析和仿真分析。 研究了基于WiMAX技術(shù)的子載波交織分配的OFDMA上行鏈路系統(tǒng)，對(duì)ICI和MAI進(jìn)行了綜合分析，在接收端(

4、基站)將OFDMA系統(tǒng)簡(jiǎn)化到OFDM模型中來(lái)一并處理ICI和MAI。此外，介紹了現(xiàn)有的幾種ICI消除方法：干擾自消除算法、頻域抽頭濾波算法、頻域整體均衡算法和匹配濾波算法等，并對(duì)這幾種方法進(jìn)行了復(fù)雜度比較以及性能仿真分析。 利用ICI的能量分布特點(diǎn)，結(jié)合Turbo迭代思想，對(duì)經(jīng)典MMSE算法進(jìn)行逐次改進(jìn)，本文提出一種基于任意子載波分配的串行干擾消除(SIC)方案，能夠很好地消除ICI和MAI。將改進(jìn)的方案與經(jīng)典算法進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)子

5、載波數(shù)目很大時(shí)，改進(jìn)算法的系統(tǒng)運(yùn)算復(fù)雜度大為降低，誤碼率性能也得到保障。 傳統(tǒng)的CP-OFDM系統(tǒng)由于引入循環(huán)前綴，降低了信道信息容量，而且時(shí)域上的矩形脈沖導(dǎo)致了頻譜的浪費(fèi)，基于此，本文接著研究了一種新型的多載波系統(tǒng)--OFDM/OQAM系統(tǒng)。其脈沖成形考慮了信道的時(shí)頻特性，經(jīng)過(guò)時(shí)頻局域化(TFL)處理，能夠較好地抵抗ISI和ICI，并克服了CP-OFDM系統(tǒng)的兩大固有缺陷。本文的OFDM/OQAM系統(tǒng)采用FFT結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)復(fù)