预编码技术在OFDM中的应用研究

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自20世纪80年代以后,正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技术不但在数字音频和视频广播领域得到广泛的应用,而且已经成为无线局域网和无线城域网标准的一部分。OFDM 由于其频谱利用率高、成本低等原因越来越受到人们的关注。随着移动通信的发展以及人们需求的不断提高,将 OFDM 技术引入第三代移动通信系统,捷高系统的容量和增强它的性能,形成3G的长期演进系统 (LTE) 也逐渐前成为大家研究的重点。但是 OFDM 系统由于存在多个正交的子载波,其输出信号是多个子信道的叠加,与单载波系统相比,它更加易受频率偏差的影响,从而使 OFDM 系统子载波之间的正交性遭到破坏,导致子信道间的干扰 (ICI,Inter-Channel Interference)。 预编码技术是一种面向接收端的技术,它的基本思想是在不增加接收端复杂性的前提下预先在发送端通过预编码将干扰消除。在预编码系统中,为了简化接收端的处理要先确定接收端的算法,然后发送端根据信道信息和接收端算法确定发送端的预编码矩阵。信道信息可以通过信道估计来确定,在 TDD 模式中,根据信道的互惠性,直接将上行链路中基站估计的信道冲击响应值作为下行链路发送端的信道信息。 本文主要探讨利用预编码来消除 OFDM 系统中 ICI 的影响。首先将预编码用于 OFDM 系统中,建立了预编码 OFDM 系统模型,在此基础上,推导出了预编码矩阵的三种算法。其次,进一步将预编码应用于MIMO-OFDM 系统,给出了预编码的 STBC-OFDM 系统模型,并得到基于ZF 准则的线性预编码算法。仿真表明,本文所作的工作达到了预期的效果,具备了较高的应用价值。
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