利用頻率相依等化器補償正交分頻多工系統中的實虛部非協調

Abstract

OFDM通訊系統，因為其頻譜利用率高、接收機的複雜度較低等優點，使得它不僅被使用在許多無線通訊的應用上，也被列為通訊的標準之一。OFDM系統經常搭配直接轉換型的收發機來使用。直接轉換型架構的特徵為，它直接地將基頻信號調變到射頻，或者把射頻信號直接地解調到基頻，而不透過中頻濾波器，這樣一來便減少了功率的消耗和元件的使用。不過，這類的收發機容易有所謂的實虛部非協調的問題，而且OFDM系統的效能非常容易受到它的影響而減退。因此，為了改善OFDM系統的通訊效能，我們需要對實虛部非協調進行估測和補償的動作。 在本論文中，我們討論了頻率無關型和頻率相依型實虛部非協調，並且一併考慮兩種失真，發生在發射機和接收機兩端的情況，然後給予數學模型。更進一步地，我們提出一組頻率相依等化器，利用通道等化的方式來移除實虛部非協調。依照不同的設計準則，可區分為最大化IRR（Image-Rejection Ratio）方法和最大化SINR (Signal to Interference-Noise Ratio)方法。前者針對實虛部非協調引起的影像干擾加以抑制，而後者通過等化過程把影像干擾與雜訊之能量降到最低。我們從模擬結果發現：(一)上述的兩個方法皆能夠有效地降低影像干擾 （二）在OFDM系統當中，IIR方法的BER（Bit Error Rate）效能優於SINR方法 此外，在最大化IIR的設計中，我們還利用額外的係數作通道縮短(Channel Shortening)，以至於等效通道能夠比CP(Cyclic Prefix)長度更短，使我們的等化器不因為其長度的增長，而需要加入更多的CP。