MB-OFDM系统抗窄带干扰技术的研究

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结合OFDM和跳频(FH)技术的多频带正交频分复用(MB-OFDM)系统是未来短距离移动通信系统一种很有应用前景的超宽带(UWB)系统候选方案。本文主要针对MB-OFDM系统抗窄带干扰和抗衰落技术进行了研究,主要内容包括:在传统的窄带干扰抑制OFDM(IS-OFDM, interference suppressing OFDM)超宽带系统的基础上,研究了一种基于载波分组方案的新的超宽带系统,以进一步削弱超宽带通信系统频谱范围内的窄带干扰的影响。改进的IS-OFDM超宽带系统利用一个子带内所有子载波的频率分集性,将子载波的编码数据流扩展到相应子带分组中的所有子载波上,从而提高了系统的分集增益,增强了其抗窄带干扰能力。它可以根据信道条件优化子带的分组值,以最大限度地改善MB-OFDM系统的性能。此外,还引入了具有最小总均方相关性(TSC)的扩展矩阵来调整发射信号的频谱,理论分析和仿真结果均表明,它能进一步提高系统的抗窄带干扰能力。在传统的MB-OFDM超宽带系统中,通常使用卷积编码和比特交织技术来开发信道的分集度,但它们不适于高速传输的情况。采用正交扩展方法可以提高系统高速传输时的分集增益,如采用一般正交扩展矩阵,则信道中的多径分量不能得到充分利用。为此,在高速传输的MB-OFDM超宽带系统中引入了一种高阶旋转扩展矩阵模型,它可以依据不同的旋转角度灵活地产生各种扩展矩阵,以便增加传输信号间的相关性,提高信道多径分量的利用率。基于误差权重分布(EWD)的方法,分析了各种角度的高阶旋转扩展矩阵的分集度。理论分析与仿真结果表明,各种角度(除了π/2)的高阶旋转矩阵通过利用MB-OFDM子带部分子载波的频率分集性,使得系统抗窄带干扰的能力明显提高。高速MB-OFDM超宽带信号经过信道传输后,会在子载波上呈现不同程度的频率选择性衰落,且邻近子载波间的相关性也会增大,因此,正交扩展操作还不能有效的提高系统的分集增益。针对这个问题,研究了一种基于正交块扩展与载波交织相结合的方法,该方法对扩展数据进行重新排列,以在频域产生随机化的效果,它能够有效的提高系统的分集增益,且具有很小的时间延迟。
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