發(fā)布時間：2018-10-24 21:47

【摘要】：正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是當(dāng)今移動寬帶通信的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的航空通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足通信容量需求的迅速增長,將OFDM技術(shù)應(yīng)用到航空通信系統(tǒng)中,可以滿足航空通信系統(tǒng)對大容量、可靠通信的需求。本論文主要研究寬帶空地?zé)o線通信系統(tǒng)中的OFDM信號檢測與信道估計技術(shù)。在本論文的第一章中,簡單的介紹了航空通信的研究背景,并重點闡述了將OFDM技術(shù)應(yīng)用到航空通信系統(tǒng)中的必要性。深入理解航空信道是研究信號檢測與信道估計技術(shù)的前提。因此在第二章討論了航空信道的基本特性,介紹了航空信道中各種場景下的信道模型特點,并詳細(xì)分析了OFDM技術(shù)應(yīng)用于航空通信中的優(yōu)勢以及面臨的高移動性問題。在高速移動的OFDM系統(tǒng)中,為了抑制子載波之間的干擾并降低算法復(fù)雜度,現(xiàn)有檢測算法通常把頻域信道矩陣近似為一個帶狀矩陣,以在保證系統(tǒng)性能的同時降低算法復(fù)雜度。但是這些檢測算法大多沒有考慮針對信道編碼提供軟信息輸出。為此,在第三章,本論文基于帶狀部分最小均方誤差的順序檢測均衡算法,考慮了殘留干擾抵消誤差的影響,提出了一種軟解調(diào)算法�？捎行岣咻敵鲕浶畔⒌目煽啃�,且算法復(fù)雜度低,易于實現(xiàn)。針對航空信道巡航場景的仿真結(jié)果表明:該算法可以獲得較好的系統(tǒng)誤比特率性能�？煽康男诺拦烙嬍沁M(jìn)行航空通信OFDM系統(tǒng)信號檢測的前提。因此,本論文的第四章研究了航空信道在巡航和降落場景下的信道估計算法。在巡航場景下,由于飛機(jī)的飛行速度大,航空信道的時變性強(qiáng),且多徑時延大,對信道估計提出了新的挑戰(zhàn)。本論文在現(xiàn)有線性模型基礎(chǔ)上提出一種適用于巡航場景下的信道估計算法,該算法根據(jù)巡航場景下兩條徑的信道特性,在信道離散化后,把這兩條徑之間的時域信道沖激響應(yīng)置零,以減少估計量數(shù)目。從而降低算法復(fù)雜度和導(dǎo)頻開銷。仿真結(jié)果表明,該信道估計算法可以獲得逼近理想信道估計下的檢測誤比特率性能。在降落場景下,本論文采用基于變換域降噪的信道估計算法,對航空通信OFDM系統(tǒng)的檢測性能進(jìn)行了仿真研究。最后,在第五章給出了全文總結(jié),指出了基于OFDM的航空通信系統(tǒng)中下一步的研究方向。
[Abstract]:Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM) is the key technology of mobile broadband communication. Traditional aeronautical communication technology can not meet the rapid growth of communication capacity. The application of OFDM technology to aviation communication system can meet the requirement of large capacity and reliable communication in aviation communication system. In this paper, OFDM signal detection and channel estimation techniques in broadband air-to-ground wireless communication systems are studied. In the first chapter of this paper, the research background of aeronautical communication is introduced briefly, and the necessity of applying OFDM technology to aeronautical communication system is emphasized. Deep understanding of aeronautical channel is the premise of signal detection and channel estimation. In the second chapter, the basic characteristics of aeronautical channel are discussed, and the characteristics of channel models in various scenarios are introduced. The advantages of OFDM technology in aviation communication and the problem of high mobility are analyzed in detail. In high speed mobile OFDM systems, in order to suppress the interference between subcarriers and reduce the complexity of the algorithm, the existing detection algorithms usually approximate the frequency-domain channel matrix to a band matrix, so as to reduce the complexity of the algorithm while ensuring the performance of the system. However, most of these detection algorithms do not consider providing soft information output for channel coding. Therefore, in chapter 3, a soft demodulation algorithm is proposed based on the sequential detection equalization algorithm of band partial minimum mean square error and considering the influence of residual interference cancellation error. It can effectively improve the reliability of output soft information, and the complexity of the algorithm is low and easy to implement. The simulation results for the aviation channel cruise scene show that the proposed algorithm can achieve better bit error rate (BER) performance. Reliable channel estimation is the premise of signal detection in aeronautical communication OFDM system. Therefore, the fourth chapter of this paper studies the channel estimation algorithm in cruise and landing scenarios. In cruising scenarios, due to the high flight speed, the time-varying of the aviation channel, and the large multipath delay, a new challenge to channel estimation is put forward. Based on the existing linear models, this paper proposes a channel estimation algorithm for cruise scenarios. According to the channel characteristics of two paths in cruise scenarios, the channel is discretized. The time-domain channel impulse response between the two paths is set to zero to reduce the number of estimators. Therefore, the algorithm complexity and pilot overhead are reduced. Simulation results show that the proposed channel estimation algorithm can obtain the detection bit error rate performance under the approximation of ideal channel estimation. In the landing scene, the performance of the OFDM system in aeronautical communication is simulated by using the channel estimation algorithm based on transform domain de-noising. Finally, in the fifth chapter, a summary is given, pointing out the next research direction of aeronautical communication system based on OFDM.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.23

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本文編號：2292650