快时变信道下ofdm系统中的多普勒分集技术

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1、4快变信道下OFDM系统中的多普勒分集技术倍，大大增加了接收机的复杂度。作为接收端分集的特例，检测分集也受到许多学者的关注。Yang．SeokChoi指出“如果采用合适的检测算法，就可以利用信道的时变特性来提供时间分集圳451。Sheng．WdHou在m3中提到了匹配滤波检测、最dx-乘检测和最小均方误差检测，并对其优缺点进行了分析，最后提出了基于MMSE(MinimummeansquareeHDr)的连续检测，即MMSE．SD(SuccesiveDetection)，该检测算法能够同时抑制残留干扰和噪声放大

2、，而且能很好地利用时变信道带来的时间分集。ML(MaximumLikelihood)检测是很好的检测算法，但是实际中最大似然函数通常情况下很难得到，EM(Expectation-maximization)通过迭代使得条件对数ML函数最大。但是，由于EM每次迭代时更新了所有需要检测的数据，所以存在收敛速度慢的问题，且使用平滑补偿时由于耦合导致最大化较难实现。因此，JeffreyA．Fessler提出了SAGE(Space—AlternatingGeneralizedExpectation-Maximizatio

3、n)，按照一定的顺序更新数据，不仅能够很好地适应平滑补偿，并且收敛速率快于EM[7引。ErdalPanaylrcl和HabibSenol等人在频率选择性的时变信道中，基于SAGE检测算法，提出了上行链路OFDM系统中的联合信道估计、均衡和数据检测【_76】。SAGE非常适合多载波信号，而且SAGE联合检测算法有效地消除了ICI。1．3．3收发分集1．3．1和1．3．2节介绍的分集仅获得了发送端分集或者接收端分集，没有获得最大分集。XiaoliMa和GeorgiosB．Giannakis在H73中研究发现：通过

4、对单载波系统成对错误概率(pairwiseprobability,PEP)的分析，得到系统可以达到的最大分集阶数，进而设计出实现该分集阶的预编码矩阵，通过发送端预编码和接收端均衡相结合，实现单载波系统在时间选择性信道下的最大分集传输。由于这种联合处理思想的优越性，他们很快又将这种思想应用到双选择性信道下，并提出了单载波系统在双选信道下的最大分集传输m1。1．3．4其它类型多普勒分集1．3．3节介绍的收发端分集技术，虽然能够达到最大的分集阶，可是需要设计复杂的预编码，同时在接收端进行解码。最近，Cihan和Ra

5、vikanth在呻1中提出：在OFDM系统中进行过采样，能够实现准静态信道下的多径分集，并对可以达到的分集阶及其影响因素进行分析。JingxianWh和YahongRosaZheng继续研究双选择性信道下基于过采样的OFDM系统，在时频域分别进行过采样和线性处理，通过对系统模型的研究，设计出了最优和次优接收机，能够同时获得时间分集和多普勒分集唧1。第一章绪论5一在基于过采样的OFDM系统中，采样阶G越大，获得的分集增益(多径分集和多普勒分集增益)越大，但是，过大的G导致解调过程过于复杂，针对这个问题，Tats

6、uyaKobayashi在畸u中提出了采样点选择(SPS，samplingpointselection)方案，在G比较小时仍能获得不错的分集增益。1．1节中己指出：OFDM易于与空时编码相结合。利用这个特性可以实现多径分集和多普勒分集之外的空间分集。SiavashM．Alamouti在文献瞄幻中提出了一种简单的发送端分集方案，在发送端对两条天线上的信号进行空时编码，接收端进行合并，其分集阶与发送端一条天线接收端两条天线(采用最大比值合并)相同。王健康在啼31中把多普勒分集和空间分集相结合，推导出了能够达到的最

7、大分集阶为ML(Q+I)，其中M、三和Q分别为发送天线、接收天线和BEM(Basisexpansionmodel)基数目。传统的多普勒分集算法均是基于这样的假设：信道状态信息在接收端是完全已知的。实际情况并非如此，JingXue和TaoLuo等人在嘲1中提出了基于导频辅助信道估计的多普勒分集方案，增加了系统的完整性。1．4研究内容和结构安排本文紧密围绕快时变信道下OFDM系统中载波间干扰这一问题，研究为快时变信道下的OFDM系统带来性能增益的多普勒分集技术。在高速移动环境下，信道在一个OFDM符号周期内快速变

8、化，破坏了子载波间的正交性，导致ICI。快时变信道在带来ICI的同时，也带来了可利用的分集增益。因此，研究快时变信道下OFDM系统中的多普勒分集技术具有重要意义。结构安排如下：第一章是绪论部分，介绍论文的研究背景、多普勒分集的国内外研究现状以及论文研究的目的和意义。第二章研究无线信道衰落和OFDM系统。首先介绍了无线移动信道特有的两种现象：延迟扩展和多普勒扩展。并对无线信道进行建模，主要研究了两种信