準(zhǔn)正交時(shí)分復(fù)用技術(shù)研究.pdf

1、寬帶無線通信是一種將信息化社會推向高級發(fā)展階段的重要技術(shù)，因而在電子信息領(lǐng)域中頗受關(guān)注。它有多方面的先進(jìn)技術(shù)作為支撐，因此其發(fā)展前景必然很好。正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)被認(rèn)為是下一代寬帶無線移動通信中不可或缺的技術(shù)，它確實(shí)有可能得到十分廣泛應(yīng)用，但不見得是一個(gè)到處都可以使用的萬能工具，因?yàn)樗泊嬖谝恍┩怀龅娜秉c(diǎn)，例如：OFDM信號的峰值平均功率比太高

2、，因而要求系統(tǒng)的線性動態(tài)范圍很大，這就使得射頻功率放大器的功率效率降低，設(shè)備的體積和成本提高。此外它對于載波的頻偏和相位抖動以及多普勒效應(yīng)很敏感，使其傳輸性能受到某些條件的制約。 中國發(fā)明專利(PCT/CN2005/1845487)提出了一種準(zhǔn)正交時(shí)分復(fù)用(QOTDM，Ouasi-Orthogonal Time Division Multiplexing)傳輸技術(shù)，在原理上它是一種與OFDM相對偶的技術(shù)，是根據(jù)傅里葉變換的時(shí)頻對

3、偶性原理提出的。它是一種樣點(diǎn)交織時(shí)分復(fù)用傳輸方法，不僅能圓滿地解決多個(gè)頻帶有限的連續(xù)信號在一條連續(xù)信道中高效傳輸(即連續(xù)波時(shí)分復(fù)用傳輸)的難題，而且也可以像OFDM一樣，能夠構(gòu)成一種在信道存在嚴(yán)重失真的條件下進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信的方法。QOTDM不存在峰值平均功率比太高和對載波頻偏敏感的缺點(diǎn)，并且便于通過信道估計(jì)與均衡，克服包括多徑衰落在內(nèi)的信道失真的影響，達(dá)到良好的性能，具有很好的發(fā)展前景。 本文針對準(zhǔn)正交時(shí)分復(fù)用技術(shù)的理論及其若

4、干關(guān)鍵問題，以及它與多輸入多輸出技術(shù)相結(jié)合的情況等進(jìn)行了較深入的研究和分析，取得的研究成果主要有： 1.研究了QOTDM技術(shù)的基本理論，并針對QOTDM系統(tǒng)要求接收端采樣點(diǎn)位置精度比較高的問題，根據(jù)準(zhǔn)正交時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中樣點(diǎn)與噪聲統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的特點(diǎn)，利用獨(dú)立隨機(jī)變量概率密度函數(shù)的可分離特性，推導(dǎo)出QOTDM接收機(jī)采樣位置偏差而引起的樣點(diǎn)差錯概率公式，并利用改進(jìn)的Chemoff邊界得到了樣點(diǎn)差錯概率的上界，為評估QOTDM系統(tǒng)的樣點(diǎn)差錯

5、性能提供了一個(gè)有效的方法。 2.研究了準(zhǔn)正交時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的信道均衡問題，通過建立步長因子與誤差信號之間的非線性函數(shù)關(guān)系，提出了一種適應(yīng)于QOTDM系統(tǒng)的自適應(yīng)變步長信道均衡算法，該算法具有初始階段和時(shí)變階段步長自適應(yīng)增大和穩(wěn)態(tài)階段步長很小的特點(diǎn)，消除了不相關(guān)噪聲的影響。 3.在推導(dǎo)出OOTDM信號的時(shí)域和頻域表達(dá)式，分析其頻譜特性的基礎(chǔ)上，分析了QOTDM系統(tǒng)的抗多徑衰落性能，并在同等條件下仿真比較了QOTDM與OFDM

6、的抗多徑衰落性能，結(jié)果表明，它在某些情況下優(yōu)于OFDM，而在另一些條件下略劣于OFDM。 4.在分析QOTDM和空時(shí)編碼技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種QOTDM與空時(shí)分組編碼(STBC，Space Time Block Coding)相結(jié)合的通信系統(tǒng)方案，即QOTDM-STBC系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)的發(fā)送端在進(jìn)行QOTDM復(fù)接后，對復(fù)接信號樣點(diǎn)序列進(jìn)行STBC編碼，接收端在完成STBC譯碼后，進(jìn)行OOTDM分接。 本文還分別推導(dǎo)