本文關(guān)鍵詞：OFDM系統(tǒng)頻偏估計算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：正交頻分復用(OFDM)技術(shù)的調(diào)制傳輸形式是多載波的,已成為4G的關(guān)鍵技術(shù)之一,其可解決無線通信中頻譜效率和多徑衰落問題。頻率選擇性衰落信道在OFDM系統(tǒng)中一般可被轉(zhuǎn)變成眾多平坦的子信道,降低了多徑的影響程度；OFDM技術(shù)中子載波間比較緊湊的形式使得頻譜效率得以大大提升；OFDM技術(shù)能夠和多種其他技術(shù)結(jié)合,如和MIMO技術(shù)相結(jié)合使得傳輸速率和可靠性大大提高。但OFDM系統(tǒng)中緊湊的子載波形式要求子載波之間的正交性比較嚴格。多普勒效應和系統(tǒng)本身存在的頻率偏移會使子載波間的正交性出現(xiàn)偏差而引起子載波間干擾(ICI),造成系統(tǒng)傳輸性能下降。因此,本文針對估計載波頻率偏移(Carrier Frequency Offset, CFO,簡稱頻偏)的算法進行研究,以期得到性能更優(yōu)的頻偏估計算法。首先,本文系統(tǒng)地分析了無線通信信道的特征、OFDM技術(shù)基本原理、頻偏產(chǎn)生的原因以及頻偏對OFDM系統(tǒng)傳輸性能的影響；其次,深入研究了現(xiàn)有的CFO估計算法,總結(jié)各個方法的優(yōu)缺點和特點,并給出了MATLAB仿真和理論分析相結(jié)合的驗證。接著,在分析現(xiàn)有算法特點的基礎(chǔ)上,把關(guān)注點放在了傳統(tǒng)基于循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)和基于一種循環(huán)后綴(Cyclic Suffix, CS)的CFO估計算法上,總結(jié)出縮短求相位差運算數(shù)據(jù)的時間差可增大估計范圍而估計精度降低這一特點,根據(jù)這一特點設(shè)計了一種新的保護間隔(Guard Interval, GI)的結(jié)構(gòu)(本文稱為CP+CS結(jié)構(gòu)),使基于這種結(jié)構(gòu)的CFO估計算法在估計范圍和精度上得以兼得,且這一結(jié)構(gòu)隨著GI的長度增大其估計性能會迅速變得更好。另外,針對此結(jié)構(gòu)在CFO估計時至少需要等待二個符號到達,算法的時延增大這一缺點,本文重新設(shè)定了GI的結(jié)構(gòu)(本文稱為2CP結(jié)構(gòu)),使算法在一個OFDM符號內(nèi)即可完成估計,且性能和基于CP+CS結(jié)構(gòu)的CFO估計算法性能相同。最后,將基于傳統(tǒng)CP的CFO估計算法在多徑信道下“變緩”現(xiàn)象消除的改進方案應用到基于CP+CS結(jié)構(gòu)的CFO估計算法中,仿真結(jié)果表明,與應用到傳統(tǒng)基于CP和基于一種CS的CFO估計算法中相比,基于CP+CS的頻偏估計算法在運用這些方案時性能更優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：OFDM 載波頻率偏移 保護間隔 循環(huán)前綴 循環(huán)后綴 導頻 訓練序列
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文研究背景及意義10-11
• 1.2 OFDM技術(shù)發(fā)展和優(yōu)缺點11-12
• 1.2.1 OFDM技術(shù)的發(fā)展11
• 1.2.2 OFDM技術(shù)的優(yōu)點11-12
• 1.2.3 OFDM技術(shù)的缺點12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 無線信道與OFDM系統(tǒng)分析16-26
• 2.1 無線信道16-20
• 2.1.1 無線信道的特點16
• 2.1.2 小尺度衰落分析16-18
• 2.1.3 幾種重要無線信道統(tǒng)計模型18-20
• 2.2 OFDM技術(shù)原理20-25
• 2.2.1 OFDM調(diào)制與解調(diào)20-22
• 2.2.2 子載波間干擾分析(ICI)和信干比(SIR)22-24
• 2.2.3 保護間隔24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第3章 OFDM系統(tǒng)頻偏估計算法26-42
• 3.1 OFDM系統(tǒng)頻偏信號模型26
• 3.2 非數(shù)據(jù)輔助CFO估計方法26-34
• 3.2.1 基于循環(huán)前綴相關(guān)的CFO估計算法26-27
• 3.2.2 基于循環(huán)前綴非相關(guān)性的CFO估計算法27-28
• 3.2.3 基于一種循環(huán)后綴相關(guān)的CFO估計算法28
• 3.2.4 基于代價函數(shù)的CFO估計算法28-30
• 3.2.5 非數(shù)據(jù)輔助CFO估計算法性能分析30-34
• 3.3 基于訓練序列的CFO估計算法34-38
• 3.3.1 基于訓練序列的算法35-37
• 3.3.2 基于訓練序列的CFO估計算法的性能分析37-38
• 3.4 基于導頻的CFO估計方法38-40
• 3.5 三種不同實現(xiàn)CFO估計算法仿真分析40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 OFDM系統(tǒng)頻偏估計算法的改進42-58
• 4.1 基于一種循環(huán)后綴的CFO估計算法改進42-46
• 4.1.1 一種CS結(jié)構(gòu)分析42-43
• 4.1.2 基于CS結(jié)構(gòu)用相關(guān)頻偏估計算法進行改進43-44
• 4.1.3 基于CS結(jié)構(gòu)用非相關(guān)頻偏估計算法進行改進44-45
• 4.1.4 基于CS結(jié)構(gòu)改進方案的仿真分析45-46
• 4.2 基于循環(huán)后綴和循環(huán)前綴相結(jié)合的CFO估計算法46-52
• 4.2.1 本文提出的CP+CS結(jié)構(gòu)分析46-47
• 4.2.2 CP+CS結(jié)構(gòu)算法分析47
• 4.2.3 CP+CS結(jié)構(gòu)的CFO估計算法優(yōu)化方案47-49
• 4.2.4 CP+CS結(jié)構(gòu)算法仿真分析49-52
• 4.3 一種基于同傳統(tǒng)CP結(jié)構(gòu)相近的CFO估計算法52-56
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)分析52-53
• 4.3.2 基于2CP結(jié)構(gòu)的CFO估計算法分析53-54
• 4.3.3 基于2CP結(jié)構(gòu)的CFO估計算法的仿真分析54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 全文總結(jié)及展望58-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果65

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本文編號：389095