信號周期平穩(wěn)特性在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本文研究信號周期平穩(wěn)特性在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨在利用OFDM信號的周期平穩(wěn)特性進行OFDM系統(tǒng)時延和頻偏盲估計、信道盲估計以及信道與頻偏的聯(lián)合盲估計。 OFDM技術(shù)被普遍認(rèn)為是下一代通信系統(tǒng)不可缺少的技術(shù)之一。為保證其具有好的性能，需要時頻同步、信道估計等一系列的關(guān)鍵技術(shù)加以支持。在信道環(huán)境允許的情況下，使用盲信號處理解決上述的問題，可以避免傳輸效率的降低。通信信號普遍具有周期平穩(wěn)特性，基于信號周期平穩(wěn)特性的信號處理一般情況

2、下都是不需要輔助信息的盲處理。而且由于具有周期平穩(wěn)特性的信號在多個循環(huán)頻率上都有譜信息，充分利用這些信息可以解決更多的信號處理問題。 本文首先介紹信號周期平穩(wěn)特性理論，包括其定義、周期自相關(guān)函數(shù)和周期譜、周期平穩(wěn)特性的引入以及信號周期平穩(wěn)特性的應(yīng)用領(lǐng)域等。在信號周期平穩(wěn)特性理論的支持下，探討周期平穩(wěn)信號和平穩(wěn)信號的關(guān)系，并考慮周期平穩(wěn)信號的抽樣特性。在此基礎(chǔ)上，分析論證了OFDM信號具有周期平穩(wěn)特性，從而可以利用周期平穩(wěn)特性理論

3、解決OFDM系統(tǒng)的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。OFDM系統(tǒng)的時頻同步關(guān)鍵在于時延和頻偏的估計。本文先后以平坦衰落信道和頻率選擇性衰落信道為傳輸模型，提出基于過抽樣的OFDM系統(tǒng)時延和頻偏聯(lián)合盲估計算法。理論分析和仿真結(jié)果表明，接收端通過選擇適當(dāng)?shù)某闃右蜃?，算法可以實現(xiàn)更大頻偏的估計和更精細的時延估計，而且與基于線性時不變信道的傳輸模型算法相比，本算法僅需要已知信道的各徑功率和時延，無需信道在每一徑上的幅度和相位。在此基礎(chǔ)上，分析指出，如果需要在

4、數(shù)據(jù)流中放置導(dǎo)頻，那么通過合理地設(shè)計導(dǎo)頻，仍然可以保證OFDM信號具有周期平穩(wěn)特性，從而本文提出的時延和頻偏聯(lián)合盲估計算法經(jīng)過適當(dāng)?shù)匦薷娜匀挥行А?OFDM系統(tǒng)信道估計是實現(xiàn)系統(tǒng)均衡和相關(guān)解調(diào)的關(guān)鍵。針對現(xiàn)有的基于求解線性方程組的算法運算量較大的問題，本文提出一種可以顯著減小算法運算量并保持原算法性能的改進算法。由于基于求解線性方程組的算法對接收信號周期自相關(guān)函數(shù)估計誤差很敏感，本文進一步提出一種新的算法，首先進行信道階數(shù)的估計

5、，然后通過估計信道零點間接獲得信道估計值。算法誤差分析和仿真結(jié)果均表明，該算法有更好的性能，而且對信道階數(shù)過估計有一定的容忍性。 系統(tǒng)中信道和頻偏總是同時存在的，所以進行OFDM系統(tǒng)信道和頻偏的聯(lián)合估計也是必要且有意義的。本文提出一種聯(lián)合子空間方法和信號周期平穩(wěn)特性的信道和頻偏聯(lián)合估計算法。算法首先利用子空間方法獲得包含頻偏分量的信道估計值，然后利用該結(jié)果和周期平穩(wěn)特性，獲得系統(tǒng)頻偏估計值，最后從包含頻偏分量的信道估計值中去除頻