OFDMA系統(tǒng)中頻偏估計及補償技術研究.pdf

1、正交頻分多址接入技術是以OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術為基礎，結合了FDMA（Frequency Division Multiplexing Access）技術而形成的一種多用戶接入技術。它繼承OFDM技術的一些優(yōu)點，但對同步誤差非常敏感，特別是對載波頻率偏移(CFO:Carrier Frequency Offsets)相當敏感，因為頻偏會使得各個子載波之間的正交性無

2、法得到保證，從而導致子載波間干擾和多用戶干擾(MUI:Multi-User Interference)的發(fā)生，嚴重影響系統(tǒng)的性能。因此，對于OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiplexing Access)系統(tǒng)上行鏈路的接收端信號進行頻偏估計和補償對降低系統(tǒng)多用戶干擾、改善系統(tǒng)性能、提高系統(tǒng)通信質量具有非常重要的意義。但是，相對于OFDMA系統(tǒng)的下行鏈路來說，其上行鏈路的接收信號是多個用戶信號

3、的疊加，由于每個用戶的衰落、時延和信道特征都各不相同，所以它們的CFO也各不一樣，因而對各個用戶進行頻偏估計和頻偏補償也變得非常困難。本文主要圍繞這一問題，研究和探討了OFDMA系統(tǒng)上行鏈路中多用戶的頻偏估計和補償問題，主要工作如下:
　　首先簡單介紹了OFDM系統(tǒng)中信號的收發(fā)過程、數學模型、基本原理以及調制和解調方法，接著建立了OFDMA上行鏈路的系統(tǒng)模型，并分析了載波頻偏對OFDMA系統(tǒng)的影響。并對目前國內外有關OFDMA系統(tǒng)

4、的頻偏估計和補償方法進行了分類和總結。
　　論文研究了基于子帶分配的OFDMA系統(tǒng)的頻偏估計算法，分析了不同信道環(huán)境下的OFDMA系統(tǒng)頻偏估計性能。接著針對交織子載波分配下的頻偏估計問題，介紹了一種利用接收信號結構特征來估計多用戶頻偏的方法。最后通過分析上述方法的局限性，給出了一種不受子載波分配方式影響的多用戶頻偏估計方法，但是該算法是一種迭代算法，文中沒有給出迭代算法初始值的確定方式，因此，本文給出了該算法迭代時初始值的確定方法

5、，并對改進后的算法進行了仿真對比分析。
　　在此基礎上，論文研究了基于子帶分配的頻域補償辦法，通過利用循環(huán)卷積和迭代等方法進行多用戶的頻偏補償和干擾消除。重點研究了基于交織子載波分配下的OFDMA系統(tǒng)的多用戶頻偏補償和分離算法。最后針對任意子載波分配下的OFDMA系統(tǒng)頻偏補償問題，通過引入干擾矩陣來實現頻偏補償和用戶信息的提取，針對干擾矩陣求逆復雜度較高問題，在不影響系統(tǒng)性能的情況下，對干擾矩陣進行改進，通過設置干擾矩陣的帶寬來降