OFDM系统中子载波间干扰抑制算法研究

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随着移动通信技术的迅猛发展,正交多载波复用(OFDM)技术已经成为在无线通信领域越来越热门的一个技术。OFDM通过串并变换把高速的数据流变成低速率的子数据流,利用相互正交的多个子载波同时传输。虽然抗频率选择性衰落是OFDM最突出的一个优点,但是它对频率偏移却较为敏感。载波同步误差或者多普勒频率频展都会破坏子载波之间的正交性,引起子载波间干扰(ICI),降低了OFDM系统的性能。因此,研究OFDM系统中ICI抑制的算法,降低OFDM系统对频率偏移的敏感性,对改善OFDM系统的性能具有重要意义。针对OFDM系统中的子载波间干扰的问题,本文首先提出了一种载波间干扰自消除方案。该方案第一步在接收端采用相邻接收符号移位抵消算法,即利用ICI分布在相邻接收抽样点处的相似性,通过分路、移位和抵消的处理来抑制ICI分量。尽管这个算法能有效地抑制远处子载波的干扰,但是会产生严重的相邻子载波干扰。针对上述的问题,该方案第二步采用相邻子信道插零的算法,即通过发送端映射编码实现数据符号的隔道传输和邻道插零,来避免邻道子载波干扰的问题。理论分析和仿真结果都表明,基于该方案的OFDM系统能有效地抑制由于多普勒频展引起的子载波间干扰的影响。与常规方案相比,载波干扰功率比(SIR)性能提高了至少15dB,误码(BER)性能也有显著改善。该方案实现起来简单,只需在常规OFDM系统中添加少量的模块,并与常规OFDM系统兼容。此外,在传统Chase合并HARQ方案的基础上,本文还提出了一种改进的基于Chase合并HARQ方案的子载波间干扰抑制算法,该方案通过在发送端对频域信号进行正交编码,在接收端利用正交性把期望的信号从干扰项中分离出来,不仅提高了接收信号的信噪比,而且有效地降低了OFDM系统对多普勒频展引起的ICI的敏感性。理论分析和仿真结果都表明,与常规方案和传统的合并方案相比,改进方案的SIR性能随着重传次数的增加逐步改善,当重传次数为3次时,改进方案的SIR性能提高了13dB左右,BER性能也有显著改善。且该方案只需在传统的合并方案中添加少量的模块,不需要增加太多的复杂度。
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