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WMANOFDM同步技术研究及系统仿真

作　者: 张宁军
导　师: 仇润鹤
学　校: 东华大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: WMAN IEEE802.16 OFDM 同步技术仿真实验平台
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 41次
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内容摘要

无线城域网(WMAN)是继无线局域网(WLAN)之后又一大宽带无线接入技术。针对WMAN技术,IEEE 802.16工作组推出了IEEE802.16协议族,协议里把OFDM作为典型的物理层应用方式。正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术是一种多载波调制技术,非常适合于应用在无线通信领域,已经成为研究的焦点并被多个国际规范采用作为物理层(PHY)标准。实现OFDM技术的一个难点是它对同步的要求很高,必须实现准确的定时和频率偏差估计才能避免引入ICI和ISI。本文介绍了无线城域网中正交频分复用(OFDM)技术的应用,对OFDM同步技术进行了深入的研究,并从IEEE802.16协议出发,提出了适应于在WMAN物理层规范中使用的新的帧同步算法和改进的ML估计算法。仿真验证结果表明:新的帧同步算法既可以达到精确同步的目的,又具有很低的计算复杂度,且不易受频偏影响,可以用在IEEE802.16协议帧同步的精同步过程中和一切需要通过自相关来实现精确同步的环境中,适用范围很广;改进的ML估计算法可以带来频偏估计性能的提高,在AWGN信道和多径信道环境中具有较高的性能。在对WMANOFDM同步技术深入研究的基础上,本文还讨论了基于IEEE802.16协议的软件仿真实验平台的具体实现,首先提出系统整体的建模方案,对各模块遵循的理论背景作出了深入的研究,然后采用LabVIEW为建模仿真工具,按照IEEE802.16协议中Wireless-OFDM物理层规范,搭建了一个完整的软件仿真系统,并对系统的每个模块作出了详细的测评和性能分析。仿真结果表明,本系统遵循IEEE802.16a的协议规范,并且可以通过调整参数对不同的调制方式和信道环境进行模拟。本仿真系统还将常用的OFDM技术和本文提出的新算法封装成软件模块供仿真系统调用,将本文提出的新算法导入到仿真系统进行进一步的验证,从而进一步分析比较新技术效果和性能。本着通用性的原则,仿真平台提供统一的接口,可以搭配不同的软件模块,将模块实现的功能以数据和图表方式表现出来,因此可以对WMANOFDM同步技术的进一步研究提供实验支持。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-18
  1.1 无线城域网的发展历史和现状  12-13
  1.2 OFDM技术的发展及其在WMAN中的应用  13-15
  1.3 通信系统仿真的发展和虚拟仪器的应用  15-17
  1.4 论文的研究内容和结构  17-18
第二章 OFDM基本原理及同步技术研究  18-39
  2.1 OFDM系统基本原理  18-24
  2.2 同步误差对OFDM系统的影响  24-29
  2.3 OFDM系统的同步技术  29-38
    2.3.1 OFDM系统的符号定时同步  31-33
    2.3.2 OFDM系统的频率同步  33-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章 WMANOFDM同步新算法的研究及仿真  39-57
  3.1 IEEE802.16协议中OFDM帧同步算法及改进  39-49
    3.1.1 目前帧同步算法的缺点  39-41
    3.1.2 一种新的基于特殊加权序列的OFDM帧同步算法  41-46
    3.1.3 算法的仿真分析  46-48
    3.1.4 算法复杂度比较  48-49
  3.2 WMANOFDM载波频率同步算法的改进  49-56
    3.2.1 最大似然(ML)估计算法的改进  49-54
    3.2.2 算法的仿真分析  54-56
  3.3 本章小结  56-57
第四章 WMANOFDM软件仿真实验平台的实现  57-87
  4.1 系统建模与仿真方案  57-59
  4.2 理论背景研究  59-70
    4.2.1 WMANOFDM物理层规范  59-66
    4.2.2 无线衰落信道特征和信道模型  66-70
  4.3 系统实现和仿真分析  70-86
    4.3.1 系统的具体实现  70-84
    4.3.2 仿真结果分析  84-86
  4.4 本章小结  86-87
第五章本文结论和进一步研究方向  87-89
  5.1 本文的主要结论  87-88
  5.2 进一步的研究方向  88-89
参考文献  89-94
附录 WMANOFDM仿真系统外观图  94-96
攻读硕士学位期间发表论文  96-97
致谢  97

WMANOFDM同步技术研究及系统仿真

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