文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
OFDM系统抑制同频干扰的自适应波束成形算法
姓名:章华
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:杨坚
2011-05
摘要
正交频分复用 OFDM 技术作为一种多载波调制技术被认为是最有前途的
高速抗干扰数据传输方案之一,是未来无线宽带接入系统/下一代蜂窝移动系统
的关键技术之一,并被确定为第四代移动通信系统的核心技术。随着无线通信
技术的飞速发展,有限的无线资源变得日趋紧张。运营商已经很难通过拓展频
谱宽度的方式来提高网络容量,OFDM 系统为了使频谱效率最大化,采用频率
复用的方式,即小区/扇区之间采用相同的频段,这样在小区的边缘会产生严重
的同频干扰问题,因此抑止同频干扰是非常必要且有实际意义的。自适应波束
形成技术可以有效地抑制干扰而保留期望的信号,从而使阵列的输出信号干扰
噪声比达到最大。
本文首先介绍了 OFDM 系统的基本原理,关键技术以及优缺点,接着介绍
了自适应波束成形原理,总结了波束成形的形成准则以及成形算法。自适应波
束形成算法是自适应天线阵列系统的核心,是决定系统性能的最重要因素,也
是自适应天线阵列研究的重点和关键,大多数的自适应算法都需要如方向到达
角(AOA)信息,训练序列,导频序列,信道冲击响应估计等辅助信息的帮助,
他们很少能够利用较少的数据信息来达到抑制强干扰的效果。本文通过建立
OFDM 模型,利用最大 SINR 准则,将自适应波束成形问题转变成求解广义特
征向量问题。
广义特征分解问题是现代信号处理应用中,用途非常广泛的一种统计处理
技术,典型的应用有特征提取、模式识别分类、信号估计和检测、阵列信号处
理等,本文中将广义特征分解问题转化成无约束优化问题,提出了用于估计第
一个主广义特征向量自适应算法,采用收缩法则,将算法从估计单个主特征向
量推广到估计前 p 个主广义特征向量。通过 matlab 仿真实验可以验证本文给出
的算法具有计算复杂度低,收敛速度快,精度高的特性,适合于实时信号处理
应用。利用估计第一个主广义特征向量的算法,我们得出自适应波束成形的盲
自适应波束成形算法,并通过仿真验证,该算法具有抑制强同频干扰的能力。
关键词:正交频分复用同频干扰智能天线广义特征分解自适应波束成
形
I
ABSTRACT
Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been shown to be a very
promising technology for high-speed data transmission and to be robust to
interference as a multi-carrier modulation. It is one of key technologies for wireless
broadband access systems in future or cellular mobile systems of next generation. It
was identified as a core technology of the fourth generation munication
system. With the rapid development of munication technology, limited
radio resources e increasingly strained. Operators have been difficult to
work capacity by expanding the width of the spectrum. In order to
maximize spectral efficiency, OFDM systems reuse frequency by the way that cell or
sector uses the same frequency band between each other. There is a serious
co-channel interference problem in the edges of the cell. So suppressing co-channel
interference is very necessary and meaningful. Adaptive Beamforming technology
can effectively restrain