面向OFDM系統(tǒng)的信道參數(shù)估計與峰均比抑制技術(shù).pdf

1、作為一種頻譜效率高、均衡簡單、抗多徑能力強(qiáng)、設(shè)計靈活、兼容性好的多載波調(diào)制技術(shù)，OFDM廣泛應(yīng)用于寬帶無線傳輸各領(lǐng)域。作為4G的核心技術(shù)之一，OFDM并己被多個國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所采納，例如WLAN、WiMAX、LTE-A等。然而，自O(shè)FDM被提出至今，其固有的峰均比高和易受頻偏影響的問題目前仍未得到完美的解決，因此，在很大程度上限制了其在某些特定場景下(如高速運動和功率受限)的應(yīng)用。針對以上兩類問題，本文分別從峰均比抑制、時頻同步、信道估

2、計三方面對OFDM技術(shù)開展研究，具體的研究工作和創(chuàng)新性成果如下：
　　 1.針對OFDM系統(tǒng)所固有的高峰均比問題，提出了兩類基于頻譜成形的峰均比抑制算法：基于無帶寬擴(kuò)展頻譜成形峰均比抑制算法；基于頻譜成形+時域定位脈沖峰值對消的峰均比抑制算法。這兩類算法均結(jié)合了矩陣預(yù)編碼和頻譜成形原理，無需多次FFT/IFFT變換，也無需傳輸邊帶信息，具有復(fù)雜度低的優(yōu)點，同時也避免了由于邊帶信息傳輸錯誤導(dǎo)致的誤比特率性能惡化；此外，在這兩類算法

3、中所需的頻譜成形函數(shù)無需根據(jù)OFDM原始數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分別設(shè)計，因此可以避免在選擇函數(shù)時由于搜索最優(yōu)函數(shù)所帶來的復(fù)雜度的增加。兩類算法的區(qū)別在于，后者需要額外預(yù)留子載波，并利用預(yù)留子載波信號的IFFT變換所產(chǎn)生的時域定位脈沖對消信號對頻譜成形后的時域峰值信號進(jìn)行迭代峰值對消，進(jìn)一步降低峰均比。理論分析和仿真結(jié)果驗證了所提算法的有效性。
　　 2.針對高速運動環(huán)境下由于信道參數(shù)估計精度低導(dǎo)致OFDM系統(tǒng)性能下降的問題，提出了一系列基

4、于互模糊函數(shù)的信道參數(shù)估計算法。
　　 ⅰ)在整數(shù)倍頻偏估計方面，提出了一種基于互模糊函數(shù)能量檢測的度量函數(shù)，通過設(shè)計一種能夠逼近理想自模糊函數(shù)的訓(xùn)練序列，實現(xiàn)了對多徑信道具有魯棒性的全范圍、高精度、低復(fù)雜的整數(shù)倍頻偏估計；
　　 ⅱ)在存在殘余時偏情況下的整數(shù)倍頻偏估計方面，通過構(gòu)造基于互模糊函數(shù)的時延-頻偏二維度量函數(shù)，提出了一種基于二維搜索的整數(shù)倍頻偏和殘余時偏聯(lián)合估計算法，該算法不僅可以進(jìn)行有效的整數(shù)倍頻偏估計，

5、同時也可實現(xiàn)對殘余時偏的有效估計；
　　 ⅲ)在整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計方面，提出了一種基于Chu序列的整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計算法，該算法采用了低峰均比的Chu訓(xùn)練序列，有效克服了由于高峰均比所導(dǎo)致的信道參數(shù)估計性能下降的問題；此外，該算法合理利用了Chu序列互模糊函數(shù)Doppler切片的特殊性質(zhì)，可以在犧牲一定整數(shù)倍頻偏估計范圍的情況下，僅使用零切片即可實現(xiàn)高精度的整數(shù)倍頻偏與信道聯(lián)合估計，計算復(fù)雜度極低。
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6、.針對MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計對低峰均比和高精度的需求，提出了基于循環(huán)正交Chu序列的時域MIMO-OFDM信道估計算法。
　　 ⅰ)針對頻率選擇性MIMO信道，通過對Chu序列的理想周期自相關(guān)特性的研究，提出了基于時域循環(huán)正交序列的信道估計算法，通過對各信道中的多徑進(jìn)行有效分離，實現(xiàn)頻率選擇性MIMO信道估計；
　　 ⅱ)通過對循環(huán)正交算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于連續(xù)重復(fù)循環(huán)正交短訓(xùn)練序列的信道估計算法，該算法不僅