有关OFDM系统的信道估计和干扰消除技术

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1、北京邮电人学博士学位论文摘要。摘要由于OFDM系统具有较高的频带利用率和良好的抗多径衰落性能，可以很好的解决频率选择性信道上的高速数据通信，因而广泛应用于宽带无线通信领域。符号时间的增加，使得OFDM系统具有良好的抗多径性能，但同时也使OFDM系统对于无线移动信道的时变性更加敏感。特别是，多普勒扩展会破坏子载波间的正交性，造成子载波间的功率泄漏，从而产生子载波间干扰(ICI)，ICI在严重影响整个系统性能的同时，也给信道估计带来了困难。本文的研究工作主要是围绕时变衰落信道上OFDM系统的信道估计和干扰消除技术展

2、开的，在借鉴前人研究成果的基础上，提出一些新的思路和一些新的算法，并在滤波器组理论框架下对OFDM系统进行了分析。主要的研究成果如下：(1)提出两种适用于近似线性信道(即信道在一个OFDM符号时间内近似线性变化)的OFDM信道和ICI系数估计算法。一种是频域估计方法，另一种是时域估计方法。相比较而言，时域方法需要估计的参数比频域方法的要少，仿真结果表明，当多普勒频移增加时，时域方法具有更好的鲁棒性。(2)对ICI进行了比较详细的分析，推导了Jakes信道模型下ICI功北京邮电大学博士学位论文摘要率的上下界，并通

3、过仿真分析了不同信道条件下，ICI的功率、分布特性及对OFDM系统性能的影响。(3)在ICl分析的基础上，对时变信道上的MMSE准则进行了修正，基于修正MMSE准则提出一种并行迭代均衡算法消除ICI。仿真结果表明该算法的性能较普通的PlC算法有明显提高，但收敛速度较慢。(4)提出一种基于LMMSE准则的ICI直接消除算法，该算法对慢速和快速时变信道都适用。文中推导了在时变信道下解的一般形式，以及在Jakes谱瑞利衰落信道上的结果。仿真结果表明这种方法对信道的变化速度有较好的鲁棒性，不足之处是当信道失配时，性能会

4、有比较明显的降低。(5)提出一种基于非最大抽取FIR滤波器组预编码器的盲信道估计和均衡的方法，给出了均衡器的最优解及输出信噪比公式，该方法的最大优点是不受信道零点位置的限制。(6)在多率滤波器组的理论框架下对OFDM系统进行分析，给出OFDM系统在单用户和多用户情况下，基于滤波器组传送多路复用器结构的统一模型。关键词：正交频分复用干扰消除信道估计和均衡最小均方误差准则滤波器组预编码器卜：．J)，北京邮电大学博士学位论文摘要CHAN小丁ELESTINIATIONANDINTERFERENCECANCELIATIO

5、NTECHNIQUESINOFDMSYSTEMABSTRACTOFDMsystemiswidelyappliedinwirelessbroadbandcommunicationsasithashighfrequencyefficiencyandgoodperformanceoverfrequency—selectivechannels．TheincreasingofsymboldurationmakesOFDMmorerobustagainstmultipathtransmission，whereas，itma

6、kesOFDMmoresensitivetothetimevaryingofwirelessmobilechannels．Dopplerfrequencyexpansionduetothechannelvariationdestroystheorthogonalityamongdifferentsubcarriers，causespowerleakageandintroducesintercarrierinterference(ICI)．TheICIdegradestheperformanceofOFDMsys

7、temsandmakeschannelestimationmorechallengingaswell．TheobjectiveofthisthesisistoproposenewsolutionsandalgorithmsrelatedonOFDMchannelestimationandinterferencecancellationtechniquesovertime—varyingchannelsbasedontheIIIliteratures，andanalyzeOFDMsystembasedonthef

8、rameworkoffilterbanktheory．Thecontributionsofthisthesisareasfollows：(1)ProposetwoalgorithmsforchannelandICIcoefficientsestimationinOFDMsystemoverapproximatelylinearchannel(channelcharacteristics