1. 研究目的与意义(文献综述)
目的和意义:正交频分复用(OFDM)是多载波通信的一种,与一般的频分复用(FDM)技术不同,在OFDM系统中各子载波在时间上互相正交,在频率上互相重叠。OFDM系统具有较强的抗多径衰落能力和较高的频谱利用率,可以提供更高的信息传输速率,且实现简单。相位噪声是由于晶体振荡电路中的噪声以及扰动等不理想因素造成的,在实际通信系统中是不可避免的。又由于系统严格要求子载波正交,且符号周期较长,所以它对本振引入的相位噪声较为敏感。无线通信系统中所有本振都存在不同程度的相位噪声,它主要对正交频分复用信号带来两方面影响:一是共同相位误差;二是载波间干扰。共同相位误差会引起整个信号星座的旋转,而载波间干扰是由载波频率偏移引入的,会破坏子载波之间的正交性。如果对正交频分复用系统的相位噪声带来的影响,不用专门的抑制算法进行消除,那么系统的性能就会严重恶化,影响实际通信效果。OFDM系统在当今时代应用已经非常广泛,数字广播、蜂窝移动网络、光纤通信等多个领域都严格要求了OFDM系统的性能,所以必须研究OFDM系统的相位噪声抑制,优化它的性能并且减少错误的发生。
国内外研究现状:常用的相位噪声抑制算法可以分为三类:时域消除算法、频域消除算法、ICI自消除算法。时域消除算法利用循环前缀是OFDM符号后半部分重复的性质,对比相位差对相位噪声进行估计并抑制。复旦大学利用时域脉冲成型来估计和抑制OFDM系统中由频率偏移引起的ICI问题。相位噪声对OFDM系统的影响在频域上分为了公共相位误差CPE和ICI两类。目前对于相位噪声引起的CPE和CIC补偿以及估计主要有非迭代和迭代算法两类。相位噪声引起的ICI也可以采用ICI自消除算法,它牺牲频谱的利用率来实现ICI消除。针对ICI的自消除,国内学者利用差分编码完成ICI的消除,其本质也是一种自消除,对传统自消除算法进行了改进。国外学者提出了一种基于信道估计的噪声抑制算法,根据循环平稳性运用迭代信道估计方法,动态估计出信道的噪声功率,这种方法可以很好的改善噪声抑制效果。目前由很多国外学者在研究多输入多输出(MIMO)OFDM系统噪声的影响和相关抑制方案。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容和目标:本文将会对移动通信的发展现状、OFDM的发展和应用以及技术的优缺点进行分析。研究相位噪声对OFDM系统的影响,并探索对其影响能进行有效抑制的方法,内容从OFDM系统和相位噪声的基本模型入手,分析相噪线宽及OFDM系统参数对星座图、误码率等的影响。并分析抑制相位噪声CPE的几种传统算法,譬如有迫零(ZF)、最小均方误差(MMSE)、基于判决反馈的算法。目标是首先经过仿真模拟分析出有哪些原因能够增减相位噪声对OFDM系统的影响。然后针对几种传统算法进行对比,目标是找出效果较好的抑制算法,并尽可能的在原有的基础上对算法提出改进。
拟采用的技术方案:采用文献研究的方式针对MMSE算法增大带宽开销的问题查找改进方法,再使用软件模拟的方法对它的性能利用matlab进行仿真并与其他方法进行对比。然后引入抑制相位噪声的ICI自消除算法,详细分析传统自消除算法的原理和实现方法,其中有相邻取反自消除、相邻共轭自消除以及对称共轭自消除算法,然后再用matlab对它的性能进行仿真。
3. 研究计划与安排
第1-3周,查阅相关资料,明确研究内容,了解研究ofdm系统相位噪声抑制的影响因素和关键技术。确定方案,完成开题报告。
第4-5周,研究ofdm系统相位噪声抑制的影响因素。
第6-8周,研究ofdm系统相位噪声抑制的关键技术。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王汝言,左琼华,吴大鹏,等. 一种联合正交带复用与限幅方法的co-ofdm峰均比降低策略[j]. 重庆邮电大学学报(自然科学版),2011,23(4):379-383.
[2]何少源,何海浪,何春龙,等. 基于导频的ofdm信道估计技术研究[j]. 科技创新导报,2009(2):27-28.
[3]程履帮. ofdma系统中基于lmmse信道估计算法的改进及其性能分析[j]. 电子学报,2008,36(9):1782-1785.
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