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尽管迄今为止已经涌现出了大量的通信技术,尽管通信系统经过了一代又一代的演进,但是归根到底通信的不断发展不外乎在追求两个最根本的目的——更高的传输速率和更高的传输可靠性。现在是第三代移动通信系统的时代,人们正在体验着码分多址技术(CDMA)所带来的方便快捷,然而在移动通信的研究领域和工业领域却正在酝酿着新的技术革命,那就是以正交频分复用技术(OFDM)为核心的下一代移动通信系统。在3GPP LTE标准中已经以正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)的形式将OFDM和单载波频域均衡(SC-FDE)技术确立为物理层的传输方式,并且在基站端和移动台配备多根天线来发挥多天线技术(MIMO)的优势,这预示着OFDM、SC-FDE和MIMO技术在下一代移动通信系统中的核心地位。本论文将针对这三种技术,以更高的传输速率为目的,提出一些传输方案设计和相应的均衡算法。OFDM凭借其特有的并行传输结构可以达到较高的传输速率和频带利用率,同时借助于循环前缀的结构有效地消除了多径干扰的影响,并且利用频域均衡处理可以很容易地补偿信道引起的失真,恢复出数据信息。SC-FDE与OFDM的结构非常类似,同属于循环前缀辅助传输系统,在高速传输和对抗多径方面与OFDM有异曲同工之妙。然而由于循环前缀不携带额外的信息数据,那么它的引入必然会降低系统的频带利用率和功率效率。针对这一问题,本文对无循环前缀的OFDM系统和SC-FDE系统进行了研究,针对各自的信号特点分别提出了相应的turbo均衡算法来对抗系统中的干扰和噪声。本文为两种系统分别设计了基于最小均方误差(MMSE)准则的单抽头均衡器,改进了软信息的计算方法,并且引入了一些简化处理降低了算法的复杂度。与现有算法相比,本文提出的算法以复杂度略有增加的代价获得了更为优秀的误码性能。随后,本文将无循环前缀的OFDM系统分别与MIMO技术中的空间复用技术和空间分集技术结合起来,对无循环前缀的H-BLAST OFDM系统和空频分组编码(SFBC)OFDM系统进行研究。引入了空间复用技术,天线间干扰或者层间干扰则不可避免,同时各层OFDM传输块内的块间干扰和子载波间干扰不仅影响本层信号,还会影响其它各层的信号。而将SFBC技术引入进来后,面对着频率选择性严重的多径信道,则会出现SFBC码内干扰。面对着更为复杂的干扰环境,本文为无循环前缀的H-BLAST OFDM系统提出了基于信号干扰噪声比(SINR)最大化的频域合并均衡器,为SFBC-OFDM系统提出了基于MMSE准则的单抽头频域均衡器。两系统的接收端同样基于turbo均衡原理,利用干扰抑制、均衡处理和软信道译码三者迭代工作来改善系统的误码性能。简化处理也引入到两种MIMO-OFDM系统中来降低均衡算法的复杂度。仿真结果表明,本文算法可以有效应对各种干扰,获得较好的误码性能。对于空间发射分集技术如Alamouti方案来说,一般是通过在发射端配置多根天线并且合理地设计空间编码方案来得到发射分集增益的,但是其传输速率却不能随着发送天线的增加而增大。本文将提出一种高速空间发射分集传输方案,或者可以称为空间分集、复用增益融合方案,由于该方案基于SFBC分集技术,因此我们将提出的方案称为SFBC-SM。该方案可以使MIMO系统在保持空间分集增益优势的同时获得更高的传输速率,与双SFBC等融合方案相比无需增加额外的天线配置。本文还对SFBC-SM OFDM系统提出了两步迭代均衡接收算法,首先利用MMSE均衡来获得调制符号的初始估计,然后利用串行干扰删除对天线间干扰进行抑制同时配合SFBC译码来更新符号估计。随后又将SFBC-SM方案与SC-FDE技术相结合,为发射机设计了一种简单的时域信号构成方式,同时在接收端提出了基于并行干扰删除的turbo均衡算法。两种系统的仿真结果均表明,SFBC-SM技术可以获得与SFBC接近的误码性能,同时其传输速率与H-BLAST相同。