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由本地振荡器不理想造成的相位噪声会给正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统造成非常严重的影响,令OFDM系统接收信号产生公共相位误差(Common Phase Error,CPE)和子载波间干扰(Inter Carrier Interference,ICI),导致OFDM系统误比特率(Bit Error Rate,BER)等性能的下降。此外,对于大规模多入多出 OFDM(massive Multiple-Input Multiple-OutputOFDM,MIMO-OFDM)系统来说,相位噪声则会造成遍历容量的降低。为消除相位噪声对OFDM及massive MIMO-OFDM系统的影响,本文利用极化域这一新的信号处理维度,结合信号极化状态对相位噪声不敏感这一特性,提出利用极化信号处理技术消除OFDM及massive MIMO-OFDM系统上行链路中相位噪声影响的一系列方案。论文围绕如何利用极化信号处理技术消除OFDM及massive MIMO-OFDM系统中由相位噪声带来的影响而展开。针对这些问题,本文提出基于极化信号处理技术的OFDM系统及massive MIMO-OFDM系统中相位噪声消除方案。根据相位噪声线宽和OFDM系统子载波带宽的大小及天线数目的不同,论文将OFDM系统相位噪声消除分成三个点来研究:首先是考虑CPE消除的基于极化调制和差分极化调制的OFDM系统相位噪声消除研究;其次是同时考虑CPE和ICI消除的基于正交极化的OFDM系统相位噪声消除研究;最后是考虑在大规模天线场景下的基于极化调制的massive MIMO-OFDM系统上行链路相位噪声消除研究。本文主要研究工作及成果如下:(1)对无线通信中OFDM及massive MIMO-OFDM系统相位噪声消除和极化信号处理相关理论和技术进行分析和综述。在此基础上,探讨利用极化信号处理技术消除相位噪声的优势和面临的挑战,奠定了全文利用极化信号处理技术消除OFDM及massive MIMO-OFDM系统相位噪声影响的理论基础。(2)针对相位噪声的CPE所造成的OFDM系统BER性能下降的问题,研究利用极化调制消除OFDM系统中的CPE。首先在OFDM系统中设计了极化调制与解调方案;然后在AWGN信道和无线去极化信道下分析了极化调制对CPE的消除性能;接着,针对极化相关衰减(Polarization-Dependent Loss,PDL)效应对极化调制信号的影响,提出了差分极化调制以在PDL信道下更好的消除CPE。仿真结果表明,极化调制及差分极化调制方案的BER性能可提升5-6dB。(3)针对相位噪声的CPE和ICI所造成的OFDM系统BER性能下降的问题,研究利用正交极化消除OFDM系统中相位噪声。首先在OFDM系统设计了基于正交极化的收发方案,分析了在AWGN信道下该方案的CPE和ICI消除性能;其次在无线去极化信道下分析了 PDL效应对正交极化方案消除相位噪声性能的影响,并提出了一种减小PDL效应影响的预补偿方案。仿真结果表明,正交极化方案在不同信道下可有效提升OFDM系统的BER性能。(4)针对相位噪声造成massive MIMO-OFDM系统遍历容量性能下降的问题,研究采用极化调制消除massiveMIMO-OFDM系统相位噪声影响。该方案结合信号极化状态对相位噪声不敏感特性,首先建立了基于极化调制的massive MIMO-OFDM系统上行链路相位噪声消除模型,在此基础上设计了 massiveMIMO-OFDM系统上行链路的极化调制和解调方案,在基站端天线数趋于无穷和采用迫零接收时,论证了 ICI功率渐进为0以及加性噪声为高斯白噪声且分布不变,并进一步证明了方案的相位噪声消除性能。仿真结果表明,与传统单用户系统相比,所提方案的遍历容量是传统单用户的两倍,在大相位噪声功率和大信噪比情况下,所提方案的遍历容量要优于传统两用户系统。