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高移动性环境下OFDM系统载波间干扰抑制技术
| 论文题名： | 高移动性环境下OFDM系统载波间干扰抑制技术 |
| 关键词： | 正交频分复用;载波间干扰;多普勒分集;自消除算法;铁路移动通信系统;子载波间干扰 |
| 摘要： | 高速铁路的发展，对铁路移动通信系统提出了更高的要求。与普通的移动通信环境相比，高速移动环境最突出的问题是多普勒频移对通信产生的影响。正交频分复用(OFDM)技术由于具有较高的频谱效率，有效地抗多径传输能力，已成为下一代移动通信系统的关键技术。然而，OFDM系统对频率偏差和相位噪声比较敏感。研究表明，随着移动性增加，信道时变性增强，多普勒频移和多普勒扩展明显，将破坏OFDM系统子载波间的正交性，产生子载波间干扰(ICI)，从而大大降低系统性能。因此，研究OFDM技术在高速移动环境下的应用，提高其抗多普勒效应的能力，具有重要的理论意义和实用价值。 多普勒效应体现了无线信道的时变特性。时变信道可以提供时间分集，也称为多普勒分集。多普勒分集将多普勒扩展作为一种分集方式，通过增强信号能量来改善系统性能。实现多普勒分集的方法主要可以归纳为三种，即发射机多普勒分集，接收机多普勒分集，发射机和接收机联合多普勒分集。通过在发送端采用预编码器，在接收端采用均衡器，可以实现最大分集传输。将多普勒分集技术应用于OFDM系统，可以有效地对抗多普勒扩展对系统性能的影响。本文系统地研究了多普勒分集技术的原理，并基于基扩展模型，对时间选择性信道下的最大分集传输进行了仿真。结合高范德蒙预编码器的特点，设计了一种适合OFDM系统的多普勒分集方案。与无编码的系统相比，OFDM系统中的多普勒分集方式可以获得分集增益，并且分集阶越大，获得的分集增益越大。 对于OFDM系统中的多普勒频移，可以采用ICI消除算法来降低其对系统性能的影响。ICI消除算法主要有频域均衡法、时域加窗法、ICI自消除算法等等。在OFDM系统中，当归一化频率偏移的值不是很大时，可以采用简单的ICI自消除算法来降低ICI对系统的影响。本文详细分析了ICI自消除算法的基本原理，对几种ICI自消除算法的性能进行了仿真分析，并在此基础上提出了一种改进的ICI自消除算法。仿真分析表明，在归一化频移较小时，该方法对系统性能的改善优于之前的几种ICI自消除算法。 |
| 作者： | 余华 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 范平志 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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