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本论文对 OFDM系统中射频损伤的数字补偿及其Viterbi译码器进行了深入的研究,取得了以下主要成果:
1.I/Q不平衡对OFDM系统的影响和性能分析以及校正方法。讨论了非频率选择性I/Q不平衡在多径信道下对性能的影响以及频率选择性I/Q不平衡对性能的影响,提出一个通用的I/Q不平衡对OFDM系统的影响模型,该模型适用于非频率选择性I/Q不平衡或频率选择性I/Q不平衡以及AWGN信道或多径信道等多种情况,并给出了性能恶化度量。同时指出非频率选择性I/Q不平衡只是频率选择性I/Q不平衡的一个特例。这样任何能用于分析和校正频率选择性I/Q不平衡的方法都能用于非频率选择性I/Q不平衡。提出了两种在采用自适应算法时初始值的确定方法,即半频带法和共轭法,它们都能应用于AWGN信道和多径信道,共轭法性能要优于半频带法,但是共轭法使调制效率下降一半。考虑到在信道均衡时采用LMS自适应算法将有发散和收敛速度权衡的问题,又提出一种基于低通滤波的自适应校正I/Q不平衡方法并分析其性能,证明了该算法使估计方差减小。分析了频偏和I/Q不平衡同时存在时对OFDM性能的影响,证明了I/Q不平衡的存在进一步恶化了性能。又证明出存在I/Q不平衡时经典的频偏估计方案不再是无偏估计,而是有偏的。提出了一种新型的训练符号,在这种情况下应用经典的频偏估计方法,其结果是无偏的。
2.相位噪声所产生的ICI干扰和CPE消除与校正。相位噪声在OFDM系统中将产生ICI(InterChannelInterference)干扰和通用相位错误CPE(CommonPhaseError),这对性能有着严重的影响。提出了一种需要已知信道频域响应系数H(k)的ICI消除方法,该算法简单高效,大大减少了ICI干扰。接着又提出了一种不要求己知H(k)的实用高效的CPE校正方法,此方法在伪静态信道条件下是有效的,并仿真验证该算法。该方法不要求对现有系统的导频结构有任何改动,因而可以应用到现有的OFDM标准中。
3.功率放大器的线性化问题。功率放大器的线性化对任何移动通讯系统都是很重要的。在OFDM系统中,由于高的PAPR值,这个问题就显得更加重要。基于自适应逆控制的基本原理提出一新的预失真算法,该算法可以利用LMS法快速自适应,对数据同步要求宽松,在自适应的过程中也不对主发射回路有任何影响,同时计算量小。但是注意到该算法并不适用于具有记忆效应的放大器模型,因此本文对此算法再做出改进,提出一种OFDM系统特有的新型双环预失真算法,其外环采用刚刚所提的基于自适应逆控制的预失真法,在内环设计利用了OFDM技术的特点,采用频域辨识时域补偿来消除记忆效应的影响。
4.OFDM系统中的Viterbi译码算法在OFDM系统中Viterbi译码算法有其特别之处,被称为基于CSI(ChannestateInformation)的Viterbi算法。本文以两进两出空时码为例推导出空时编码下的CSI的Viterbi算法,并仿真证明了其使OFDM性能大大提高。同时还根据LLR(LogLikelihoodRatio)软判决输出的特点提出了两种分支度量算法,比较其优缺点,最后给出OFDM系统中Viterbi译码算法的FPGA实现。