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时间:2019-02-03
《ofdm系统的信道估计与时频局域优化脉冲成形滤波器设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、■▲●1.2本文所做的主要工作本文就高速移动OFDM系统所遇到的问题,对OFDM系统的信道估计算法,以及OFDM/OQAM系统的时频局域优化成形脉冲滤波器的算法,进行了积极的研究和探索,主要做了以下一些工作。1、研究了无线传输信道以及OFDM系统的特性,进行仿真模拟。提出了一种基于直接判决的OFDM系统的快时变信道估计方法。采用直接判决算法进行信道估计,并从中选择有效的估计结果,联合导频信号进行信道跟踪。将基于训练序列的信道估计结果作为直接判决算法的初始值,利用传输信号直接判决的统计特性进行了信道估计,并利用改进的导频算法进一步地跟踪信道在时间上的变化。该估计算法适用于时变信道,改善了信道估
2、计的质量,降低系统的误码率。2、对OFDM/OQAM系统的特性进行了探讨,提出一种利用ZAK变换及优化的升余弦废降滤波器设计的0FDM/OQAM系统时频局域优化脉冲成形滤波器。与用于OFDM多载波系统调制的矩形滤波器相比,这种新的滤波器可以使系统有效抵抗移动接收时带来的多普勒扩展效应,并可以有效降低OFDM系统的带外辐射功率。3、提出了一种基于正交的离散长球面序列DPSS(D1screteProlateSpheroidalSequences)的OFDM/OQAM系统时频局域优化脉冲成形瘟波器设计方法。在众多的正交序列中,DPSS在设定的频率范围内具有最大的频谱能量。因此,利用DPSS设计的O
3、FDM/OQAM时频局域优化脉冲成形滤波器可以具有良好的频谱特性。1.3论文的内容安排本文第一章讨论了OFDM系统产生的背景、发展历史和应用领域,并阐述了研究OFDM系统信道估计算法,及研究OFDM/oQAM系统时频局域优化脉冲成形滤波器设计算法的必要性。第二章介绍了无线的几种基本传播特征,包括最基本的自由空间的传播方●■式,无线信道的多径衰落以及多普勒频移对信道的影响。第三章介绍了OFDM的概念,发展历史,及OFDM系统的优缺点。并介绍了OFDM的基本原理及实现方法。第四章讨论了OFDM信道估计方法,提出了一种基于直接判决的OFDM系统的快时变信道估计方法。第五章介绍了0FDM/0QAM系
4、统的概念,并介绍其产生的背景、发展历史。并讨论了OFDM/OQAM系统的基本原理及实现方法。第六章研究了0FDM/OQAM系统时频局域优化脉冲成形滤波器的设计方法,提出一种利用ZAK变换及优化的升余弦滚降滤波器设计的OFDM/OQAM系统时频局域优化脉冲成形滤波器。第七章讨论了具有良好频谱特性的离散长球面序列DPSS(DiscreteProlateSpheroidalSequences)的特性,提出了一种基于正交序列DPSS的OFDM/OOAM系统时频局域优化脉冲成形滤波器设计方法。●2.1概述第二章无线信道传输特性移动通信的工作环境十分复杂,电波不仅会随着传播距离的增加而发生弥散损耗,并且
5、会受到地形、建筑物的遮蔽而发生“阴影效应”,而且信号经过多点反射,会从多条路径到达接收地点,这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样,它们相互叠加会产生电平快衰落和时延扩展。另外,移动通信常常在快速移动中进行,这不仅引起多普勒频移,产生随机调频,而且会使得电波传播特性发生快速的随机起伏。因此可以认为,无线传播环境是一种随时间、环境和其他外部因素而变化的传播环境。要想对无线信道进行准确的估计,必须了解无线信道的传输特性。在这一章中,我们将简要介绍有关无线通信信道的基本概念,参考文献为[17,18,19,201。信号通过无线信道时,会遭受各种衰落的影响,一般来说接收信号的功率可以表达为,P(d
6、)刊dI”s(d)且(d)(2.1)其中d表示移动台与基站的距离向量,ldI表示移动台与基站的距离。根据上式,无线信道对信号的影响可以分为三种,第一种是电波在自由空间内的传播损耗dr,也被称作大尺度衰落。第二种是阴影衰落s(d),表示由于传播环境的地形起伏、建筑物和其他障碍物对地波的阻塞或遮蔽而引发的衰落,被称作中等尺度衰落。第三种是多径衰落R(a),由于无线电波在空间传播会存在反射、绕射、衍射等,因此造成信号可以经过多条路径到达接收端,而每个信号分量的时延、衰落和相位都不相同,在接收端叠加时产生衰落,被称为小尺度衰落。2.2自由空间的传播自由空间是指一种理想的、均匀的、各向同性的介质空间,
7、当电磁波在该-●介质中传播时,不发生反射、折射、散射和吸收的现象,只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗。卫星通信和微波视距通信的传输环境是典型的自由空间传播。在自由空间中,若发射点处以球面波辐射,则接收处的功率为,P=器汜z,其中,只为发射点处的发射功率,q、G,分别为发射天线和接收天线的增益,A为波长,d为发射天线和接收天线间的距离;三是与传播无关的系统损耗因子。自由空间的传播损耗PL的简单模型,可以表示为
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