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UDC: 学号: 050421
东南大学
硕士学位论文
OFDM系统均衡与同步技术的研究
研究生姓名: 游月意
导师姓名: 蒋良成教授
申请学位级别工学硕士学科专业名称通信与信息系统
论文提交日期 2007年12月论文答辩日期 2008年1月
学位授予单位东南大学学位授予日期
答辩委员会主席评阅人
2007 年12 月
OFDM系统均衡与同步技术的研究
学号:050421
姓名:游月意
导师:蒋良成教授
专业:通信与信息系统
东南大学移动通信国家重点实验室
2007年12月
Research on Equalization and Synchronization Techniques for OFDM systems and its Application in
A Dissertation Submitted to
Southeast University
For the Academic Degree of Master of Engineering
BY
You Yueyi
Supervised by
Prof. Jiang Liangcheng
School of Information Science and Engineering
Southeast University
December 2007
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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名: 日期:
东南大学学位论文使用授权声明
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签名: 导师签名: 日期:
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OFDM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OFDM系统的均衡技术研究也日益成为了OFDM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一,同步的好坏直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OFDM系统在时变多径衰落信道下ICI均衡技术的基础知识。主要包括利用FFT变换快速得到频域信道矩阵的方法,ICI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ICI均衡算法。
接着本文重点研究了低复杂度的ICI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LMMSE均衡算法和基于矩阵分解的LMMSE均衡算法,在此基础上得出了具有一般性的部分LMMSE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MAP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SOVA算法的ICI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DF-SOVA算法,进一步提高了性能。仿真表明,部分MMSE均衡算法、SOVA均衡以及DF-SOVA均衡在快衰落信道下的OFDM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WiMAX-OFDMA平台中的性能。
最后,论文设计了一整套适用于WiMAX-OFDMA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,载波间干扰,均衡,最小均方误差,SOVA,,同步
Abstract
Equalization and synchronization techniques play important roles in modern munication system