OFDM信號(hào)識(shí)別和解調(diào)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)于信息需求的不斷提高，無線通信業(yè)務(wù)的種類日益增多，這也為無線通信領(lǐng)域的發(fā)展帶來了新的問題。 一方面，必須有效利用寶貴的頻率資源，滿足不斷出現(xiàn)的高速大容量業(yè)務(wù)需求；同時(shí)克服無線信道的多徑衰落和干擾，提高傳輸性能。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)在眾多通信新技術(shù)中顯示出優(yōu)越的性能，它不但可以提高頻譜利用率，還可以克服無線信道中的多徑衰落，因此將成為未來通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。但OFDM技術(shù)也存在一些技術(shù)難點(diǎn)，比較突出的是它對(duì)于

2、信號(hào)同步要求很高，如果不能很好的估計(jì)并校正同步偏差，OFDM系統(tǒng)的性能將明顯降低。 另一方面，由于多種無線通信標(biāo)準(zhǔn)并存，不同標(biāo)準(zhǔn)采用不同的信號(hào)調(diào)制方式和參數(shù)，從而產(chǎn)生了很多需要信號(hào)識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域，例如自適應(yīng)調(diào)制、軟件無線電、軍事通信對(duì)抗和頻譜監(jiān)測管理等。因此，信號(hào)識(shí)別技術(shù)成為一個(gè)急需解決的問題。目前的信號(hào)識(shí)別技術(shù)中，對(duì)于單載波信號(hào)識(shí)別的研究成果很多；但對(duì)于越來越廣泛應(yīng)用的OFDM技術(shù)，由于信號(hào)特征不易提取，所以O(shè)FDM調(diào)制類型盲

3、識(shí)別和參數(shù)盲估計(jì)的方法很少，對(duì)于信道狀態(tài)復(fù)雜的無線多徑信道，目前的研究成果更是極少。 針對(duì)以上兩個(gè)領(lǐng)域存在的問題，本文重點(diǎn)研究了OFDM調(diào)制類型盲識(shí)別、OFDM參數(shù)盲估計(jì)、OFDM信號(hào)同步和相位校正等關(guān)鍵技術(shù)，還初步研究了OFDM信道估計(jì)和均衡技術(shù)。通過本文的工作，建立了一個(gè)從OFDM調(diào)制類型盲識(shí)別和參數(shù)盲估計(jì)到OFDM解調(diào)的系統(tǒng)，并提出了一些具有創(chuàng)新性的算法，以解決問題或提高系統(tǒng)性能。 l、為了解決無線多徑信道中的OF

4、DM調(diào)制類型盲識(shí)別問題，基于高階累計(jì)量理論，提出了一種多徑信道中OFDM信號(hào)和單載波信號(hào)(如PSK和QAM)的類識(shí)別算法。該算法無需任何信號(hào)先驗(yàn)信息，可以在多徑信道中精確實(shí)現(xiàn)OFDM調(diào)制類型盲識(shí)別。 2、為了解決無線多徑信道中OFDM時(shí)域參數(shù)盲估計(jì)問題，基于OFDM信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)特性，提出了兩個(gè)特殊的相關(guān)算法，無需任何先驗(yàn)信息，可以精確估計(jì)出OFDM時(shí)域參數(shù)，包括符號(hào)總時(shí)間長度、有用數(shù)據(jù)時(shí)間長度和保護(hù)間隔時(shí)間長度。該算法不受頻偏

5、和相偏影響，在多徑和低信噪比條件下仍然可以得到很好的性能。 3、為了解決OFDM帶寬參數(shù)精估計(jì)問題，基于小波分析方法可以提取信號(hào)細(xì)節(jié)的特性，提出一種以小波分解為核心的OFDM帶寬參數(shù)精估計(jì)方法，依次使用了小波分解、信號(hào)重構(gòu)，移動(dòng)相關(guān)運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)直方圖的知識(shí)，無需任何先驗(yàn)信息，可以精確估計(jì)出OFDM的帶寬參數(shù)。該方法在多徑和低信噪比條件下仍然可以得到很好的性能，還可以推廣用于其它信號(hào)的帶寬精估計(jì)。 4、在DVB-T OFDM

6、系統(tǒng)中，通過分析全導(dǎo)頻分布圖樣的特征，分別提出本地全導(dǎo)頻序列互相關(guān)的整偏估計(jì)算法和接收全導(dǎo)頻自相關(guān)的細(xì)小偏估計(jì)算法，比傳統(tǒng)算法的估計(jì)精度更高，并且省去了符號(hào)類型檢測模塊；其次，提出了一種頻域小環(huán)整偏校正結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的反饋到時(shí)域的OFDM整偏校正結(jié)構(gòu)的收斂速度更快。最后還分析驗(yàn)證了算法在單頻網(wǎng)(SFN)中具有更高的實(shí)用價(jià)值。 5、基于OFDM信號(hào)的自相關(guān)性，提出了一種時(shí)域盲符號(hào)定時(shí)算法，通過檢測OFDM信號(hào)中部分循環(huán)前綴的相關(guān)結(jié)果

7、進(jìn)行符號(hào)粗定時(shí)。相對(duì)于傳統(tǒng)的最大似然(ML)算法，提出的部分檢測相關(guān)(PMC)算法可省去保護(hù)間隔檢測模塊，減少相關(guān)運(yùn)算次數(shù)，使系統(tǒng)復(fù)雜度降低，并且在多徑信道中性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的ML算法；其次，在DVB—TOFDM系統(tǒng)中，提出了一種基于本地全導(dǎo)頻間隔矩陣的細(xì)符號(hào)誤差跟蹤算法，比傳統(tǒng)算法的估計(jì)精度更高，誤差估計(jì)范圍更大。 6、在DVB-T OFDM系統(tǒng)中，基于符號(hào)中全導(dǎo)頻的周期性，改進(jìn)提出了一種全導(dǎo)頻采樣鐘誤差估計(jì)算法，比傳統(tǒng)的采樣

8、鐘誤差估計(jì)算法的精度更高。 7、以DVB-T系統(tǒng)為模型，提出一種OFDM公共相位誤差(CPE)消除方法，在頻率同步和信道均衡兩級(jí)級(jí)連完成CPE校正，既保證了系統(tǒng)中信道均衡的正確進(jìn)行，又保證了CPE校正的精度，非常適合OFDM系統(tǒng)應(yīng)用；其次，基于全導(dǎo)頻分布圖樣的特征和周期性，提出了基于全導(dǎo)頻的部分CPE估計(jì)算法和剩余CPE估計(jì)算法，全導(dǎo)頻CPE估計(jì)算法的估計(jì)精度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法。 8、最后，初步探討了OFDM信道估計(jì)和均衡