數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)信道下的干擾消除技術(shù).pdf

1、在數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中，正交頻分復(fù)用（OFDM）無疑是最具有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。OFDM 調(diào)制可以有效地消除信號(hào)多徑傳播所造成的符號(hào)間干擾，因而被廣泛的應(yīng)用于寬帶通信系統(tǒng)。隨著數(shù)字電視技術(shù)更多地轉(zhuǎn)向手持和車載設(shè)備，高速移動(dòng)場景下的數(shù)字電視信號(hào)傳輸也越來越受到關(guān)注。在用戶高速移動(dòng)的情況下，基站(或發(fā)射塔)與用戶之間的信道具有很強(qiáng)的時(shí)變特性，這種時(shí)變特性會(huì)破壞OFDM調(diào)制的子載波正交性，引起子載波間的干擾，從而降低接收機(jī)信號(hào)的質(zhì)量。事實(shí)上，高

2、速移動(dòng)環(huán)境下時(shí)變信道引起的載波間干擾已經(jīng)成為限制OFDM系統(tǒng)性能的主要因素之一，因此研究載波間干擾的消除，和如何對抗信道的時(shí)變特性，對于數(shù)字電視技術(shù)向手持化發(fā)展具有重大意義。 本文首先分析了時(shí)變信道下，多普勒擴(kuò)展效應(yīng)引起載波間干擾(Inter Carrier Interference--ICI)的原因，通過詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到ICI的表達(dá)式。在全面分析系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，總結(jié)了動(dòng)態(tài)信道下的多普勒擴(kuò)展效應(yīng)的特性和ICI的能量分布

3、規(guī)律。 針對如何消除和抑制多普勒擴(kuò)展產(chǎn)生ICI的問題，本文首先論述了多種ICI消除的非迭代算法，總結(jié)了它們消除ICI的原理，適用場景，計(jì)算復(fù)雜度，并最后歸納了這些算法的優(yōu)缺點(diǎn)。然后本文又進(jìn)而論述了ICI干擾消除的迭代算法：即基于矩陣迭代求逆的ICI消除算法和基于判決反饋的ICI迭代消除算法，以解決非迭代的均衡算法計(jì)算復(fù)雜度較高的問題。雖然在性能上，迭代算法略低于直接頻域均衡的算法，但是通過迭代消除干擾可以避免頻域等效信道轉(zhuǎn)移矩陣

4、直接求逆，大幅降低了計(jì)算復(fù)雜度。本文從理論上證明：隨著迭代次數(shù)的增加，這種算法能夠收斂于理想的發(fā)送信號(hào)估計(jì)值，因而有著較好的ICI消除效果。在判決反饋ICI迭代消除算法的基礎(chǔ)上，本文提出了一種改進(jìn)的MMSE頻域迭代均衡消除算法。這種算法基于這樣一種考慮：接收信號(hào)所受到的ICI干擾，很大部分都來自于跟它左右相鄰的子載波，因此這種算法把鄰接載波的干擾計(jì)算在內(nèi)，作為初始的均衡器條件進(jìn)行迭代。分析表明，它的算法復(fù)雜度與傳統(tǒng)的基于判決反饋的ICI

5、迭代消除方案都是與載波數(shù)N的一次方成正比的（即的復(fù)雜度），因此復(fù)雜度的增加是可以接受的；仿真結(jié)果顯示，該算法消除ICI方面具有更好的性能，尤其是在信道時(shí)變比較劇烈且信噪比較低時(shí)，能夠更有效的消除干擾。 除了論述ICI消除算法之外，本文還討論了與ICI消除相關(guān)的信道估計(jì)方法和參數(shù)估計(jì)方法。并在其中給出了一種基于時(shí)域卷積的等效信道轉(zhuǎn)移矩陣求法，為ICI的消除提供了先決條件。相比按照定義求解的算法，這種算法更加有效的利用了時(shí)變信道特性