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OFDM关键技术的研究及其应用

张志华  
【摘要】:未来的移动通信系统需要为各种用户提供高质量的宽带业务,高速数据传输中多径时延造成严重的符号间干扰影响了传输速率的提高。正交频分复用(OFDM)技术具有很好的抗符号间干扰的能力而在近年来得到业界广泛关注。 利用现代数字信号处理手段实现OFDM 的信号处理以得到良好的系统性能是目前的研究热点问题。 论文针对OFDM 技术峰值平均功率比高以及易受频率偏差和时变信道的影响的缺点进行研究,给出有效的解决措施。主要工作有: 在降低高峰值平均功率比问题上,分析OFDM 系统中出现峰值平均功率比高的原因、对系统造成的损害以及系统内峰值平均功率比的分布问题,研究降低峰值平均功率比的方法。针对压缩扩展算法接收端在恢复信号的同时也放大了噪声而造成误码性能下降的缺点,提出一种调整接收端扩展变换系数的改进方案,可有效降低误码率;结合限幅和压缩扩展技术,提出一种联合方案,在理论分析和仿真的基础上选择适当参数。研究表明,限幅和压缩扩展联合方案能得到更好的系统性能。 为解决受频率偏差和时变信道的影响而造成的载波间干扰问题,研究了OFDM 系统载波同步技术。讨论由于多普勒频移或频率偏差对OFDM 系统所造成载波间干扰的影响,给出由于载波频率偏差所造成的信噪比损耗;对现有载波同步算法进行总结,通过理论分析和仿真研究对比分析了时域同步方法、频域同步方法和基于循环前缀的方法的优缺点。提出频域上叠加PN 序列的载波同步方案,通过PN 序列良好的自相关特性来进行频偏估计,该算法具有计算开销小,实时性强和抗噪声能力强的优点,可有效提高系统频偏估计性能,降低载波间干扰。 论文通过对OFDM 技术中的降低峰平比和载波同步技术的的研究,在现有算法基础上,提出改进算法和新的解决措施。研究表明,提出算法可降低误码率,能有效提高系统性能,满足OFDM 系统高速数据传输的需要。


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