ofdm传输系统关键技术研究

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1、西安电子科技大学博士学位论文OFDM传输系统关键技术研究姓名：任光亮申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导教师：常义林20060301摘要正交频分复用(0FDM)具有高的频谱利用率和强的抗多径衰落能力，适用于高速数据传输，已被I班’E802．11a，H口ERLAN／2，IEEE802．16等无线局域网和DAB、DVB等广播系统选为物理层的传输标准和技术，并被视为未来第四代宽带多媒体移动通信(4G)的首选技术。虽然OFDM传输技术已被多个技术标准采用，但OFDM技术的发展还尚未完善，本文在0FDM传输系统的同步、同步跟踪、信道传输质量估计、自适应调制、MIM0一

2、OFDM系统的信道估计和发射分集等方面进行了深入研究，论文的主要研究内容包括以下几个方面：1．oFDM同步方面，在Schmidl同步方法和其改进方法的基础上，设计了采用伪随机序列块加权，并具有共轭对称特性的训练序列，提出了符号定时偏移和载波频率偏移估计方法。针对OFDM系统的非线性，设计了一种伪随机加权的新恒包络训练符号，提出了符号定时偏移估计方法和采用数据预处理进行频率偏移估计的方法；在恒包络训练符号辅助的同步方法的基础上，针对OFDM传输标准中已有的非恒包络训练符号，提出一种包络均衡处理技术，使系统存在的频偏估计转换为频率估计问题，通过频率估计实现系统载波频率

3、偏移的估计，其估计精度提高，估计范围增大。2．同步跟踪方面，提出了子信道传输系数辅助的剩余频偏估计、采样时钟偏移估计和闭环跟踪方法。在所研究的方法中，利用在数据传输中获得的各个子信道传输系数对子信道分类，对高增益子信道承载的信息或相邻符号间的相关系数进行硬判决，再利用判决后的数据进行剩余频偏和采样时钟偏移估计。在剩余同步参数估计的基础上，通过闭环迭代方案进行同步跟踪。计算机模拟表明提出的方法性能优于导频辅助方法，传输效率高，时延小，复杂度低，是一融比较简单实用的同步跟踪方法。3．信噪比估计方面，研究了oFDM系统窄带子信道的信噪比估计问题，针对低阶MPSK调制，分

4、析了二阶矩四阶矩信噪比盲估计方法在低信噪比和有限数据条件下产生误差的原因，定义了一种新的四阶矩，并提出了一种二阶矩四阶矩信嗓比盲估计的新方法，分析了新方法在低信噪比和有限数据条件下的性能，理论分析和计算机仿真结果表明所提出的新方法可有效提高低阶MPSK调制方式(M=2，4，8)在低信噪比情况下信噪比的估计精度。针对实际OFDM系统中存在虚载波的特点，提出了基于虚载波的信噪比估计方法．分析了有限数据对所提出方法性能的影响，计算机仿真结果表明随着数据量的增加，其性能和基于导频数据辅助的方法接近，且系统开销小，4．在自适应oFDM系统研究中，针对高速实时应用的要求，研究

5、了基于sNR门限的自适应调制方法．提出基于功率裕量分配的改进自适应调制方法，与采用基硬安电子科技大学博士论文：0FDM传输系统关键技术研究于SNR门限的自适应调制OFDM系统相比，在不改变系统发射功率和维持最大允许误码率的前提下吞吐量提高20％以上。5．在MIMO．OFDM信道估计研究中，设计了一种用于信道估计的高效导频符号，采用最大似然估计方法进行信道估计，推导了信道估计方法的性能。根据未来多媒体信息传输的需求，针对四发一收的MIs0。OFDM系统，提出了发射分集增益可变的空时分组编码方案，所提出的方案分别具有二重和四重分集增益，提出了利用发射分集增益可变空时码

6、方案和差错控制编码相结合的非等保护传输方案。对于无线衰落信道，提出的方案可以提供恒定的多媒体业务传输质量。关键词：正交频分复用同步信噪比估计自适应调制信道估计发射分集3Abs仃act0nhogonal丘equeIlcydi“sionmultipleXiIlg(OFDM)}lashighspectn姐emcieIlcyaIldrobustt0themulti-pamfhding，趾ldprovidcsaconVellient丘ameworkfort．蚰e一舭quencyprocess吨illtran姗issions)rs劬s．OFDMissui诅bleforthe1

7、1i曲bit阳lc仃{msmissionSystems，aIldh舔beenselec伽鹤tlletr如smissionstalldardsofmephysicallayerinIEEE802．1la，HIPERLAN／2柚dIEEE802．16wLANs．ItisalsothcmostattractivecaIldidatetecllIliqueforthefourthgenerationbmadb锄dmultimediamobilecommlHlicatiolls．Altllou曲Ⅱlerearcm柚yavailable0FDM咖smissionstallda

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