OFDM系统均衡与同步技术的研究及其在802.16e中的应用.pdf

摘要摘要均衡和同步技术在现代移动通信系统中发挥着重要的作用在单载波系统中，抵抗频率选择性衰落信道的符号间干扰均衡器得到了广泛的研究对于O F D M 系统而言，尽管其自身的调制和解调结构可以天然的抵抗频率选择性信道，然而随着近年来研究的深入，在频率时间双选择性衰落信道下O F D M 系统的均衡技术研究也日益成为了O F D M 接收机研究热点之一相对于均衡技术而言，同步技术是数字通信中更为重要的核心技术之～，同步的好坏童接决定着系统能否正常工作本论文重点研究了均衡和同步技术论文首先介绍了O F D M 系统在时变多径衰落信道下I C I 均衡技术的基础知识主要包括利用F F T变换快速得到频域信道矩阵的方法，I C I 功率分布的数学表达式和时变多径瑞利信道下的匹配滤波界的推导过程，以及经典的I C I 均衡算法接着本文重点研究了低复杂度的I C I 均衡算法传统均衡器的复杂度是很高的，因此次优的低复杂度均衡器成为了人们研究的重点本文分析了基于递推求逆的L M M S E 均衡算法和基于矩阵分解的L M M S E 均衡算法，在此基础上得出了具有一般性的部分L M M S E 均衡算法，该算法能够实现性能和复杂度的折衷。

此外，本文还在研究基于M A P 准则的均衡算法的基础之上，提出了一种便于硬件实现的基于S O V A 算法的I C l 均衡算法，并给出了一种低复杂度的多进制无回溯软信息输出方法该算法能够在快变信道中获得时间选择性分集，并因此而获得良好的性能在该算法的基础上，文章结合判决反馈思想，给出了D F S O V A 算法，进一步提高了性能仿真表明，部分M M S E 均衡算法、S O V A均衡以及D F ．S O V A 均衡在快衰落信道下的O F D M 系统中均能获得较好的性能最后还通过仿真比较了几种低复杂度的均衡算法在W t M A X ．O F D M A 平台中的性能最后，论文设计了一整套适用于W i M A X - O F D M A 系统的同步方案，包含了定时估计、小数倍频偏估计、整数倍频偏估计、小区识别关键字：正交频分复用，载波问干扰，均衡，最小均方误差S O V A ，I E E E 8 0 2 ．1 6 e ，同步A b s t r a c tA b s t r a c tE q u a l i z a t i o na n ds y n c h r o n i z a t i o nt e c h n i q u e sp l a yi m p o r t a n tr o l e si nm o d e r nw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m s ．F o rs i n g l ec a r r i e rs y s t e m s ，t h ei n t e r s y m b o li n t e r f e r e n c ee q u a l i z a t i o nm e t h o d ，w h i c hc a nr e s i s tf r e q u e n c ys e l e c t i v ef a d i n gc h a n n e l ，h a sa t t r a c t e de x t e n s i v er e s e a r c hw o r k ，F o rO F D Ms y s t e m s ，t h em u l t i p a t hi n t e r f e r e n c ec a nb es u p p r e s s e db yi t si n h e r e n tc h a r a c t e r i s t i c s ．R e c e n t l y ，av a r i e t yo f e q u a l i z a t i o nm e t h o d sh a v eb e e np r o p o s e dt om i t i g a t ef r e q u e n c y - t i m es e l e c t i v ef a d i n gc h a n n e lf o rO F D Ms y s t e m s ．C o m p a r e dw i t l le q u a l i z a t i o nt e c h n i q u e s ．s y n c h r o n i z a t i o ni so n eo ft h em o r ei m p o r t a n tk e yt e c h n i q u e si nd i g i t a lc o m m u n i c a t i o ns y s t e m s ，i t sp e r f o r m a n c ed e t e r m i n e sw h e t h e rc o m m u n i c a t i o ns y s t e m sC a l lw o r ko rn o t ．T h i st h e s i sm a i n l yf o c u s e so nt h ee q u a l i z a t i o na n ds y n c h r o n i z a t i o nt e c h n i q u e s ．F i r s t l y ，w ei n t r o d u c et h eb a s i ck n o w l e d g eo fI C Ie q u a l i z a t i o nf o rO F D Ms y s t e m so v e rt i m e - v a r y i n gm u l t i p a t hc h a n n e l s ，i n c l u d i n gam e t h o da b o u th o wt oq u i c k l yg e tt h ef r e q u e n c yd o m a i nc h a n n e lm e t r i xu s i n gF F r r ．t h ed e r i v a t i o np r o c e s so fI C Ip o w e rd i s t r i b u t i o na n dm a t c h e d —f i l t e rb o u n d ．a l s ot h et r a d i t i o n a lI C Ie q u a l i z a t i o na l g o r i t h m s ．T h i st h e s i sf o c u s e do nr e d u c e d - c o m p l e x i t ye q u a l i z e r s ．T h et r a d i t i o n a le q u a h z e r sh a v eap r o h i b i t i v ec o m p l e x i t y ，w h i c hl e a d sr e s e a r c h e r st op a y i n gm o r ee f f o r t st ot h es u b o p t i m u mb u tl o w - c o m p l e x i t ye q u a l i z e r ．I nt h i sp a p e rw es t u d ys e v e r a ll o w - c o m p l e x i t ye q u a l i z a t i o na l g o r i t h m s ，i n c l u d i n gr e c u r s i v el i n e a rM M S Ee q u a l i z e ra n da n o t h e re q u a l i z e rb a s e d0 nm a t r i xd e c o m p o s i t i o n ．B a s e do nt h i s ，w ep r o p o s eap a r t i a lM M S Ee q u a l i z e r , w h i c hc a na c h i e v eac o m p r o m i s eo fp e r f o r m a n c ea n dc o m p l e x i t y ．I na d d i t i o n ，t h i st h e s i sp r o p o s e st h es o f t —o u t p u tV i t e r b ie q u a l i z e rb a s e do nt h es t u d yo fM A Pe q u a l i z e r ．F u r t h e r m o r e ，aD F —S O V Ai sp r o p o s e dt oa c h i e v eb e t t e rp e r f o r m a n c e ．S i m u l a t i o nr e s u l t si n d i c a t et h a t ，b ys u c c e s s f u l l yt a k i n ga d v a n t a g eo f t h ed i v e r s i t yg a i nc a u s e db yt i m e ·s e l e c t i v ec h a n n e l s ，o o re q u a l i z e r sd e m o n s t r a t eg o o dp e r f o r m a n c ei nf a s tf a d i n ge n v i r o n m e n t s ．F i n a l l y ，w ec o m p a r e dt h ep e r f o r m a n c eo fs e v e r a le q u a l i z e r so nt h ep l a t f o r mo f W i M A X ·O F D M As y s t e m ．A tl a s t ，t h ep a p e rg i v e sa ni n t e g r a ls c h e m eo f s y n c h r o n i z a t i o nb a s e do nt h eW i M A X ·O F D M As y s t e m ，i n c l u d i n gt i m i n ge s t i m a t i o n ，f r a c t i o n a lf r e q u e n c yo f f s e te s t i m a t i o n ，i n t e g e rf r e q u e n c yo f f s e te s t i m a t i o na n de e l ls e a r c h ，K e y w o r d s ：O F D M ，I n t e r c a r r i e rI n t e r f e r e n c e ，E q u a l i z a t i o n ，M M s E ，S o f t - O u t p u tV i t e r h iA l g o r i t h m ，8 0 2 ．1 6 e ，S y n c h r o n i z a t i o nl I东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。