本文關(guān)鍵詞：毫米波無線局域網(wǎng)中的導(dǎo)頻同步關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 毫米波無線局域網(wǎng) 正交頻分復(fù)用 導(dǎo)頻位置優(yōu)化 頻偏 相位噪聲

【摘要】：隨著各種無線業(yè)務(wù)需求的發(fā)展和智能終端的普及,低頻波段顯得愈發(fā)擁擠,下一代無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)不僅需要提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),同時(shí)需要支持更高速率的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。當(dāng)前的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)還不能完全滿足這些要求,因此電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11標(biāo)準(zhǔn)化組織在2012年,根據(jù)中國提交的毫米波段成立了IEEE 802.11 aj工作組。成立該工作組的主要目的是針對(duì)中國毫米波頻段制定下一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),以便在相對(duì)不擁擠的頻段上實(shí)現(xiàn)支持Gbps的傳輸速率、提供更好網(wǎng)絡(luò)性能的傳輸服務(wù)。毫米波由于其載頻較高使得載波頻偏相對(duì)較大；毫米波頻段相比于低頻段更易受到射頻非線性的影響以及器件制作工藝的限制,使得在調(diào)制方式較高時(shí)相位噪聲會(huì)對(duì)毫米波系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。這些都使得毫米波的同步更為困難,本文針對(duì)最新的IEEE 802.11 aj正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng),分別從導(dǎo)頻去除頻率偏移和相位噪聲的角度,研究了在毫米波無線局域網(wǎng)中如何使用導(dǎo)頻提升OFDM系統(tǒng)性能。主要工作如下：首先,在對(duì)OFDM的基本原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行詳細(xì)闡述后,重點(diǎn)分析了載波偏移、采樣時(shí)鐘頻偏和相位噪聲對(duì)OFDM接收機(jī)性能產(chǎn)生的影響；研究了IEEE 802.11 aj物理層規(guī)定的相關(guān)幀結(jié)構(gòu)以及物理層的仿真模型,為后面章節(jié)導(dǎo)頻同步算法的進(jìn)一步分析及仿真實(shí)現(xiàn)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。其次,提出了一種優(yōu)化導(dǎo)頻位置的新方法,該方法從導(dǎo)頻做采樣頻率同步和剩余相位跟蹤的角度,利用導(dǎo)頻間隔對(duì)導(dǎo)頻位置進(jìn)行了優(yōu)化。隨后對(duì)現(xiàn)有的去除頻率偏移的算法進(jìn)行改進(jìn),并在IEEE 802.11 aj幀格式的基礎(chǔ)上,利用數(shù)值仿真方法對(duì)所提出的導(dǎo)頻位置確定方法、頻偏估計(jì)補(bǔ)償算法進(jìn)行了性能分析。數(shù)值仿真結(jié)果表明,所提出的導(dǎo)頻位置確定方法和頻偏估計(jì)補(bǔ)償算法,在不提高系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下,能夠顯著改善系統(tǒng)性能。最后,討論了已有的相位噪聲生成模型,給出了符合45 GHz毫米波特性的相位噪聲模型和大小,并仿真了該模型對(duì)本系統(tǒng)的影響。研究了WLAN OFDM系統(tǒng)中的相位噪聲抑制算法,發(fā)現(xiàn)已有算法在估計(jì)精確度和復(fù)雜度之間沒有一個(gè)很好的折衷,故提出了一種在頻域利用相位噪聲的低通性、在時(shí)域消除Gibbs變換的頻時(shí)域改進(jìn)算法,該算法相比較于利用導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)迭代求解相位噪聲的算法,在沒有明顯削弱補(bǔ)償算法性能的情況下,降低了計(jì)算復(fù)雜度。
【關(guān)鍵詞】：毫米波無線局域網(wǎng) 正交頻分復(fù)用 導(dǎo)頻位置優(yōu)化 頻偏 相位噪聲
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN925.93
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 縮略語與數(shù)學(xué)符號(hào)13-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 課題研究背景15-18
• 1.1.1 無線局域網(wǎng)的發(fā)展歷程15-17
• 1.1.2 無線局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)17-18
• 1.2 毫米波無線局域網(wǎng)系統(tǒng)18-19
• 1.2.1 毫米波特性18-19
• 1.2.2 毫米波現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)19
• 1.3 無線局域網(wǎng)OFDM系統(tǒng)中的導(dǎo)頻19-21
• 1.3.1 導(dǎo)頻的結(jié)構(gòu)20
• 1.3.2 導(dǎo)頻估計(jì)頻偏的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 無線局域網(wǎng)OFDM系統(tǒng)中的相位噪聲21-23
• 1.4.1 相位噪聲的產(chǎn)生21-22
• 1.4.2 相位噪聲抑制算法研究現(xiàn)狀22-23
• 1.5 論文安排23-25
• 第二章 正交頻分復(fù)用系統(tǒng)及重要影響因素分析25-35
• 2.1 OFDM概述25-29
• 2.1.1 OFDM基本原理25-27
• 2.1.2 基帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)27
• 2.1.3 OFDM主要優(yōu)缺點(diǎn)27-29
• 2.2 OFDM重要影響因素分析29-34
• 2.2.1 載波頻偏的影響29-31
• 2.2.2 采樣時(shí)鐘頻偏的影響31-32
• 2.2.3 相位噪聲的影響32-33
• 2.2.4 其它因素的影響33-34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 第三章 IEEE 802.11 aj物理層規(guī)范及仿真模型35-51
• 3.1 物理層規(guī)范35-40
• 3.1.1 物理層幀結(jié)構(gòu)35-36
• 3.1.2 QTF字段36
• 3.1.3 信令字段36
• 3.1.4 MCTF字段36-39
• 3.1.5 物理層相關(guān)參數(shù)39-40
• 3.2 無線局域網(wǎng)仿真模型40-49
• 3.2.1 補(bǔ)零(padding)40-41
• 3.2.2 擾碼器(scrambler)41-42
• 3.2.3 低密度奇偶校驗(yàn)碼編碼(LDPC coding)42-43
• 3.2.4 流解析器(stream parser)43-44
• 3.2.5 星座映射器(constellation mapper)44-46
• 3.2.6 LDPC子載波映射(tone mapping)46-47
• 3.2.7 空時(shí)分組編碼(STBC)47-48
• 3.2.8 導(dǎo)頻子載波(pilot tones)48
• 3.2.9 循環(huán)移位分集運(yùn)算(CSD)48-49
• 3.2.10 空間擴(kuò)展(spatial extending)49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 第四章 利用導(dǎo)頻間隔優(yōu)化導(dǎo)頻位置的方法51-63
• 4.1 頻偏模型51-52
• 4.2 導(dǎo)頻位置的確定52-55
• 4.3 用導(dǎo)頻估計(jì)頻偏算法55-56
• 4.4 仿真結(jié)果56-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 相位噪聲抑制補(bǔ)償算法63-79
• 5.1 相位噪聲單邊帶譜密度63-64
• 5.2 相位噪聲的模型64-70
• 5.2.1 帶限白噪聲模型65
• 5.2.2 維納模型65-66
• 5.2.3 PLL相位噪聲模型66-67
• 5.2.4 本文中使用的模型67-70
• 5.3 已有的CPE和ICI抑制補(bǔ)償算法70-75
• 5.3.1 CPE算法70-72
• 5.3.2 ICI算法72-75
• 5.4 改進(jìn)的時(shí)頻域聯(lián)合估計(jì)補(bǔ)償算法75-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 論文總結(jié)79
• 6.2 未來展望79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 碩士期間研究成果87

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本文編號(hào)：1084829