正交频分复用系统中相位噪声抑制的研究

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未来无线移动通信系统的目标是实现随时的高质量、高速率的移动多媒体及数据传输业务。正交频分复用(OFDM)具有较高的频谱利用率、可以提供更高的信息传输速率以及较好的抗多径衰落的能力,因此很适合未来的高速无线多媒体通信系统。但是OFDM系统要求子载波严格正交,且其符号周期较长,所以对相位噪声非常敏感。相位噪声会对OFDM信号带来公共相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI),如果不对相位噪声进行抑制,系统性能将会严重恶化。本文针对这个问题重点研究了抑制OFDM系统中相位噪声的算法,主要内容包括以下几个方面:本文首先详细阐述了移动通信的发展现状,OFDM的发展与应用、OFDM技术的优缺点以及本论文的研究内容和国内外研究现状。接着对OFDM系统原理和相位噪声做了介绍,重点研究了相位噪声对OFDM系统的影响,分别进行了一般性分析和一阶近似分析,为下文的研究奠定了基础。对OFDM系统中抑制CPE的算法进行了研究,包括迫零均衡(ZF)算法,最小均方误差(MMSE)算法和基于判决反馈的算法,并对这些算法的性能进行了MATLAB仿真分析。在此基础上给出了一种改进的CPE抑制方法,并在高斯白噪声信道下对算法性能进行了仿真,并与其它方法进行了对比,从仿真结果可以看出,改进的方法在抑制相位噪声方面具有更好的效果。接着详细论述了抑制相位噪声的ICI自消除算法的基本原理,研究了传统的ICI自消除算法,包括相邻取反自消除,相邻共轭自消除和对称共轭自消除算法,详细介绍了这三种算法的实现方法。研究了ICI系数的特点,并在此基础上提出了一种两端对称共轭中间相邻共轭的新方法,通过仿真确定了该算法取得最好效果的参数,并对该算法进行了MATLAB仿真,与传统的自消除算法进行对比,验证了算法的有效性能。
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