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宽带无线数字传输中正交频分复用和载波干涉技术的研究

专 业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 码分复用 载波干涉 峰均功率比
分类号: TN92
形 态: 共 136 页 约 89,080 个字 约 4.261 M内容
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内容摘要


宽带无线数字传输是目前通信技术研究最为活跃的领域之一。

而正交频分复用OFDM技术,凭借其优秀的抗频率选择性衰落特性和高效的频谱利用率,成为当前这一领域中的核心技术。

众多宽带无线数字传输技术都是围绕OFDM技术展开的。

而OFDM与码分复用CDM的结合,即OFDM-CDM,由于能凭借CDM带来的频率分集效应显著提升系统性能,成为OFDM相关技术研究的一大方向。

近几年提出的载波干涉CarrierInterferometry,CI技术在OFDM中的应用,包括CI/OFDM和PO-CI/OFDMPO,PseudoOrthogonal,准正交系统,就属于OFDM-CDM的范畴。

与传统的OFDM-CDM系统所不同的是,载波干涉OFDM系统不仅具备OFDM-CDM系统抗多径和频率分集的性能特点,而且凭借其核心元素——CI信号的高时间分辨率特性,可以有效的提高系统的传输容量,并且降低系统的峰均功率比PAPR。

本文在深入分析无线信道衰落、信道模型和OFDM技术原理的基础上,重点对载波干涉技术,及其在OFDM系统中的应用展开了深入的研究,并取得了一些创新性的研究成果,主要包括以下几个方面:1.CI信号正交与准正交特性分析

在现有的文献中,关于CI信号的正交与准正交特性的理论分析都仅局限于实信号调制状况,如BPSK。

而PO-CI/OFDM系统正是凭借CI信号的准正交特性,得以在BPSK调制情况下使系统的传输容量增加一倍。

本文则对CI信号的正交与准正交特性,在复信号调制情况下进行了理论分析和计算机仿真验证。

结果表明,CI信号的正交特性在复信号调制情况下仍然满足,而准正交特性则不再成立。

因此PO-CI/OFDM系统只适用于实信号调制。

该方面工作完善了CI技术的相关理论基础,有利于展开进一步的研究工作。

2.CI扩展与解扩的优化实现

载波干涉OFDM属于OFDM-CDM系统。

在OFDM-CDM系统中,扩展码的扩展和解扩往往通过扩展矩阵与数据矢量相乘来实现。

本文在分析CI扩展码和PO-CI扩展码特性的基础上,提出用快速傅立叶变换FFT和反快速傅立叶变换IFFT来实现载波干涉OFDM系统的数据扩展和解扩。

使CI/OFDM系统和PO-CI/OFDM系统的信号处理速度分别提高约2N/log2N和2N/1+log2N倍。

凭借FFT/IFFT算法的高效性和通用性,该优化实现方法有助于促进载波干涉OFDM系统的实际应用。

3.CI-POCI/OFDM系统的设计

PO-CI/OFDM系统能使系统容量提高一倍,但却只适用于实信号调制。

本文在分析CI/OFDM系统和PO-CI扩展码扩展/解扩的FFT/IFFT实现基础上,提出了一种新的载波干涉OFDM系统结构——CI-POCI/OFDM。

CI-POCI/OFDM系统同时利用了CI扩展码的正交特性和PO-CI扩展码的准正交特性,既可以如CI/OFDM系统一样支持复信号调制,又可以像PO-CI/OFDM系统一样使系统传输容量提高一倍,克服了PO-CI/OFDM系统只适用于实信号调制的缺憾。

因此,CI-POCI/OFDM系统具备更为广阔的应用前景。

4.载波干涉OFDM系统的PAPR分析

现有的相关文献主要从CI信号结构的角度来分析载波干涉OFDM系统的低PAPR特性,并且相关分析局限于子载波数量较小的情况。

在此基础上,本文从OFDM-CDM系统信号包络入手,提出一种定性地分析不同OFDM-CDM系统PAPR特性的方法。

根据这一方法,从扩展码相关特性的角度来分析载波干涉OFDM系统的PAPR特性。

找到了产生载波干涉OFDM系统最大PAPR的BPSK序列结构。

与此同时,分析了子载波数量的增加对OFDM-CDM系统PAPR特性的影响。

理论分析和仿真结果表明,无论系统子载波数量的大小,包括CI-POCI/OFDM在内的载波干涉OFDM系统都能有效地克服传统OFDM系统的高PAPR问题..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 序论
第2章 无线衰落信道
第3章 OFDM多载波传输技术
第4章 载波干涉CI技术
第5章 载波干涉OFDM系统的改进与传输性能分析
第6章 载波干涉OFDM系统PAPR分析
附录缩略语

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中图分类: > TN92 > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信

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