LDPC-COFDM系统抗频率选择性衰落和窄带干扰的研究

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OFDM技术具有频带利用率高,抗多径衰落能力强,对信道估计均衡性能要求低等优点,是宽带无线接入通信系统及新一代移动通信标准中所采用的关键技术。无线信道特性复杂,其中由于多径传输所产生的频率选择性衰落(FSF)及其它系统带来的窄带干扰(NBI)是影响OFDM系统通信可靠性的主要因素,该影响具体体现OFDM信号的部分子载波上,会造成相应子载波承载的数据传输出现差错,可以利用OFDM信号的固有特点,有针对性地对抗FSF和NBI的影响。本文提出了一种基于LDPC编码的COFDM系统,解决特性缓变的无线信道中FSF和NBI对OFDM系统通信可靠性影响的问题。首先,研究了FSF和NBI对OFDM系统产生影响的机理,分析各种FSF和NBI类型所产生误码差错图样的特点;然后,给出了通过LDPC译码获得差错图样完成受影响子载波检测的方法,并考虑到信道加性噪声(AWGN)会对检测的稳定性产生影响,提出了基于差错图样统计的方法以减小噪声影响;最后,系统发送端进行LDPC编码时,对受影响子载波位置对应的信息位进行预编码处理,接收端结合发送端的预编码进行LDPC译码,以消除FSF和NBI的影响。通过仿真实验对该方法进行了验证,仿真结果表明,接收端可以在AWGN条件下稳定地检测出受FSF和NBI影响的子载波,LDPC预编码与接收端译码相结合的方法,可以显著减小FSF和NBI的影响,提高了系统的可靠性。LDPC编译码器是COFDM系统的基本组成部分,本系统对抗FSF和NBI影响的方法未显著增加原有系统的开销,同时避免了信道估计和干扰频谱检测等相对复杂的算法实现过程。另外,FSF和NBI的影响会对OFDM接收机性能产生相似的差错图样,所以,本文提出的LDPC-COFDM系统及基于LDPC编译码的子载波检测方法对FSF和NBI两种影响因素均具有适用性。
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