学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

OFDM系统同步及均衡技术研究

作　者: 吴昊
导　师: 赵民建
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 正交频分复用(OFDM) 频偏估计最大似然估计(MLE) 均衡技术 MIMO-OFDM 空时编码(STBC)
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 67次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近几十年来,无线移动通信领域的发展突飞猛进,经历了翻天覆地的变化。在全球范围的商业运作方面,以GSM网络为代表的技术给人们生活中的信息交流带来了极大的方便。如今这些技术的下一代通信技术——第三代移动通信3G,已经在一些国家获得了成熟的商业应用,我国也在前几年领取了3G牌照并开通了相应业务。目前,人们正在研究继3G之后的下一代移动通信系统4G。4G作为新一代移动通信技术,期望高速率传输环境下提供更全面多功能的通信服务。考虑到频谱资源紧张的问题,这就要求4G在保证高速率的同时,提高对频谱的利用效率以及对信道衰落的抵抗能力。正交频分复用(OFDM)技术因为具有传输速率高、频域效率高、抵抗频率选择性衰落能力强的特点,而受到了研究者的关注,人们已经将该技术列为下一代无线通信系统实现中物理层的主要技术之一。OFDM的特点是利用多个载波,将时域高速的串行数据转化为多路并行的低速数据,该技术可以有效抵抗频率选择性衰落,克服了传统调制方式因为衰落的存在只能局限在低速传播的缺点,为高带宽即高速数据传输建立了基础。同时,OFDM的每个子载波都和其相邻载波有50%的频谱重叠,因此提高了频谱使用效率。本文旨在通过对OFDM中同步、均衡技术的研究,对各种技术做整理与总结。文章结构主要如下：第一章为绪论,对OFDM技术在未来通信中的地位做了阐述。接下去介绍了OFDM技术的优点,以及它的缺点和不足。最后本文根据OFDM的优缺点提出了本文的研究方向。第二章分析了信道的特征,介绍了信道模型,分析了信号在信道中的畸变。目的是为了建立系统的基本框架,为后续章节的信号分析和公式推导打下理论基础,并由此说明了系统仿真时的条件。第三章重点研究单天线OFDM系统中的同步算法。重点研究了定时前导结构和基于最大似然法则的频偏估计器,着重分析了估计器的误差性能。本章的重点在于通过详细的推导,利用最大似然法则,设计了一种新定时结构下的频偏估计器。第四章重点研究单天线OFDM系统中的均衡方法。讨论了信道估计和均衡的基本知识,分析了准静态假设下各方法的性能,并做了仿真比较,得到了不少有用的结论。并根据讨论结果给出了一种实用的帧结构,通过仿真进行了性能验证。第五章主要研究MIMO和OFDM相结合的系统,对该系统下的同步、均衡算法做了介绍。同时结合前几章分析的结论,提出了一种新的频偏跟踪算法。新算法利用了空时编码正交频分复用系统(STBC-OFDM)的分集特性和编码冗余,具有很好的启发性。仿真证明了这种算法在性能上的优点。本文一方面深入探讨算法的原理和应用,提出的两种频偏估计器均具有性能的提升；另一方面,通过对均衡的研究,得到了一系列结论。在本文中提出的帧结构已经在硬件上实现并通过了实际测试。整篇文章的思路为理解系统实现有一定帮助。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目次  7-13
第一章绪论  13-20
  1.1 研究背景  13-15
  1.2 OFDM技术概述  15-18
  1.3 本文的相关工作  18-20
第二章系统模型  20-34
  2.1 信道模型  20-26
    2.1.1 平衰落信道模型  20-22
    2.1.2 频率选择性衰落信道模型  22-26
  2.2 OFDM系统模型  26-28
  2.3 无线信道对OFDM系统的影响  28-31
  2.4 同步对无线信道的影响  31-32
    2.4.1 定时偏差情况下性能分析  31
    2.4.2 频率偏差情况下性能分析  31-32
  2.5 本章小结  32-34
第三章 OFDM同步方法及改进  34-70
  3.1 传统定时同步算法  34-39
  3.2 一种联合相关方法的实现改进结构  39-43
  3.3 传统频偏同步算法  43-51
  3.4 一种基于Park同步前导的改进结构与其频偏估计方法  51-65
    3.4.1 改进前导结构的提出  51-53
    3.4.2 新前导下频偏估计器的推导  53-55
    3.4.3 各参数矩阵与前导字的设计  55-58
    3.4.4 频偏算法的进一步改进  58-60
    3.4.5 性能仿真  60-65
  3.5 频偏跟踪算法  65-68
  3.6 其他方法  68-69
  3.7 本章小结  69-70
第四章 OFDM均衡方法及实现  70-99
  4.1 导频设置  70-72
  4.2 信道估计方法  72-87
    4.2.1 导频符号处的信道估计方法  72-75
    4.2.2 导频内插算法  75-82
    4.2.3 性能仿真  82-87
  4.3 信号检测算法及简单优化  87-92
    4.3.1 信道检测方法简介  87-89
    4.3.2 LS信道估计下MMSE检测方法的简单优化方法  89-90
    4.3.3 性能仿真  90-92
  4.4 系统实现与性能仿真  92-98
    4.4.1 实际系统实现  92-94
    4.4.2 接收性能分析  94-95
    4.4.3 性能仿真  95-98
  4.5 本章小结  98-99
第五章 MIMO系统下的同步和均衡  99-112
  5.1 MIMO接收机模型  99-104
    5.1.1 信号模型  99
    5.1.2 频偏同步简介  99-100
    5.1.3 信道估计简介  100-102
    5.1.4 空时编码简介  102-104
  5.2 一种应用在STBC系统中的频偏估计算法  104-111
    5.2.1 ML-STBC频偏估计算法  104-109
    5.2.2 性能仿真  109-111
  5.3 本章小结  111-112
总结与展望  112-113
参考文献  113-118
作者简历与攻读硕士学位期间主要的研究成果  118

OFDM系统同步及均衡技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文