非线性脉冲熄灭对OFDM系统的性能影响研究.doc

非线性脉冲熄灭对OFDM系统的性能影响研究 1. 系统模型 为了方便讨论，本文以数字基带模型为例展开介绍。 图1 非线性脉冲熄灭OFDM传输系统模型 信息序列经过一个速率为的卷积编码器后得到码字序列，经过调制模块后得到调制符号序列，接下来的OFDM调制将这N个调制符号即通过N点离散傅里叶逆变换转换成时域抽样值序列，即，由此可以写成 （1） 其中， ，为频域上的子载波索引，为时域上的采样索引。接收信号采样值可表示为： （2） 上式中，代表加性高斯白噪声采样值，传输信号的能量被归一化为1，即，同时，AWGN信道的噪声信号能量，其中，和分别为传输信号和噪声信号的方差。 在研究过程中，时域数字脉冲熄灭电路对每个符号中的个采样值置零。因为置零点的选择是随机的且与振幅无关，所以这是一个非线性脉冲熄灭的仿真，这有助于确定数字脉冲熄灭电路对接收机信噪比造成的影响。此时称经过脉冲熄灭电路后的信号为。解调器通过N点的将信号转换到频域上，得到，并计算其对数似然比。将对数似然比送入解码器获得传输信息比特的估计值。 2. 脉冲熄灭电路对接收机SNR影响 接收机中的脉冲熄灭电路通常等效为对接收信号加窗的过程，此窗函数是一个矩形采样窗，在的位置接收信号被置为零。 （3） 其中， （4） 接收信号与矩形窗在时域的相乘对应于在频域的卷积： （5） 其中，代表经过AWGN信道后的信号波形，代表熄灭窗函数，代表经过模块后的符号序列，代表信号采样点的个数。 将该等式分解为两部分，一部分为包含第个子载波的有用信息，另一部分为包含噪声和ICI的失真项，即 （6） 由于不同载波上的调制符号是独立的，即仅依赖于，因此表示为： （7） 因为为序列的傅里叶变换，即，其中， ， ，因此， （8） 其中，代表熄灭窗中因子的个数。将带入（7）式 得： （9） 其中， （10） 由（9）式可得出，脉冲熄灭造成了有用信号的衰减，由于是一个实数因子，因此这种衰减不改变的相位。将（9）式带入（6）式变换可得, （11） 给定数目很大的子载波，在此假定服从高斯分布，为了得到的方差，首先要确定： （12） 上式中 （13） 其中， （14） 由于，可推得： （15） 由于脉冲熄灭点的选择是随机的，因此显然有矩阵的主对角线上的元素是相同的，并与非对角线上的值不同，但两值均保持恒定。具体推导过程见附录1。因此可写成： （16） 其中，表示全1方阵，表示单位矩阵。由于为0时，对期望值没有影响，对照附录1可知，主对角线上的值对应于采样值为1时的概率。 （17） 根据附录1，可以得出对应于非对角线上的值为： （18） 则 （19） 由此，可以计算得出： （20） 由于，且为的全1矩阵，所以其特征值为N，因此