本文選題：正交頻分復(fù)用 + 符號(hào)間干擾��； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：正交頻分復(fù)用(OFDM)在多載波傳輸技術(shù)里算是比較特殊的一種,并且它是第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的核心技術(shù)之一。近年來OFDM技術(shù)不斷受到大家的關(guān)注,主要是因?yàn)樗嬖诤芏鄡?yōu)點(diǎn),其中最主要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠很好地對(duì)抗窄帶干擾以及頻率選擇性衰落。在OFDM系統(tǒng)中,因?yàn)楦髯虞d波上的功率譜之間互相重疊,所以對(duì)子載波之間的正交性要求比較嚴(yán)格。載波頻率偏差(CFO)會(huì)破壞子載波之間的正交性,引入子載波間干擾(ICI)和符號(hào)間干擾(ISI),從而導(dǎo)致OFDM的優(yōu)勢(shì)喪失,因此必須采取有效的措施對(duì)CFO進(jìn)行補(bǔ)償。本文主要研究了OFDM系統(tǒng)中的同步技術(shù),尤其是系統(tǒng)中的載波同步算法。這些算法可以分為不借助輔助數(shù)據(jù)類和借助輔助數(shù)據(jù)類兩大類,不借助輔助數(shù)據(jù)類主要是借助于OFDM系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來完成載波同步。這類算法因?yàn)椴恍枰柚谳o助信號(hào),因此頻譜利用率比較高。而數(shù)據(jù)輔助型算法大都要在數(shù)據(jù)信息中加入循環(huán)序列,這類算法是通過犧牲傳輸量來獲得同步的,雖然會(huì)降低系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率,但捕獲速度相對(duì)較快,估計(jì)精度也比較高并且適合分組數(shù)據(jù)通信。本文針對(duì)這兩類算法都給出了幾種具體的算法,包括ML算法、LS算法、Moose算法和SC算法。本文首先對(duì)這些算法的基本思想進(jìn)行了研究,然后通過軟件對(duì)算法進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn),最后對(duì)仿真結(jié)果和算法性能進(jìn)行了深入分析。本文在后半部分對(duì)給出的載波同步算法進(jìn)行了深入研究,并給出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。首先對(duì)ML算法的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,給出了基于多符號(hào)并且只利用部分循環(huán)前綴(CP)的改進(jìn)算法。其次,針對(duì)LS算法,給出了與自抵消相結(jié)合的最小二乘載波同步算法。新算法引入了自抵消技術(shù),通過自抵消技術(shù)減弱了子載波干擾,使得接收信號(hào)更加純凈,從而使得新算法具有更好的性能。然后,通過對(duì)Moose算法的研究給出了一種余弦函數(shù)算法,該算法跟Moose算法類似都是在發(fā)送端的有效數(shù)據(jù)信息之前發(fā)送兩個(gè)完全相同的OFDM符號(hào)作為訓(xùn)練序列,但該算法通過兩個(gè)符號(hào)之間的相關(guān)矩陣的性質(zhì)來進(jìn)行載波同步。通過仿真分析,可以看出該算法具有比較小的誤差。最后,針對(duì)SC算法給出了一種改進(jìn)的算法。新算法在進(jìn)行符號(hào)定時(shí)同步和整數(shù)倍頻偏估計(jì)時(shí),從一個(gè)新的角度出發(fā),使得估計(jì)結(jié)果都更加的精準(zhǔn),并且在進(jìn)行符號(hào)定時(shí)同步時(shí)不會(huì)出現(xiàn)地板效應(yīng)。而在進(jìn)行小數(shù)倍頻偏估計(jì)時(shí),由于引進(jìn)了迭代算法,因此具有更好地性能。
[Abstract]:Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a special kind of multicarrier transmission technology, and it is one of the core technologies of the fourth generation mobile communication system. In recent years, OFDM technology has attracted more and more attention, mainly because it has many advantages, one of which is its ability to resist narrowband interference and frequency selective fading. In OFDM systems, the orthogonality of subcarriers is strict because the power spectrum on each subcarrier overlaps with each other. The carrier frequency deviation (CFO) will destroy the orthogonality between subcarriers, and introduce inter-carrier interference (ICI) and inter-symbol interference (ISI), which will lead to the loss of the advantages of OFDM. Therefore, effective measures must be taken to compensate CFO. This paper mainly studies the synchronization technology in OFDM system, especially the carrier synchronization algorithm in the system. These algorithms can be divided into two categories: the auxiliary data class and the auxiliary data class. The carrier synchronization is accomplished by the structure of the OFDM system without the aid of the auxiliary data class. This kind of algorithm has high spectral efficiency because it does not need auxiliary signal. However, most of the data-aided algorithms need to add cyclic sequences to the data information. This kind of algorithm is synchronized by sacrificing the amount of transmission, although it will reduce the efficiency of data transmission, but the capture speed is relatively fast. The estimation accuracy is also high and suitable for packet data communication. In this paper, we give several algorithms for both kinds of algorithms, including ML algorithm, LS algorithm, moose algorithm and SC algorithm. In this paper, the basic ideas of these algorithms are studied, and then the algorithm is simulated by software. Finally, the simulation results and the performance of the algorithm are analyzed in depth. In the second half of this paper, the proposed carrier synchronization algorithm is deeply studied, and the corresponding improved algorithm is given. Firstly, the shortcomings of ML algorithm are analyzed, and an improved algorithm based on multi-symbol and using only partial cyclic prefix (CPP) is presented. Secondly, the least square carrier synchronization algorithm combined with self-cancellation is proposed for LS algorithm. The new algorithm introduces the self-cancellation technology, which weakens the subcarrier interference and makes the received signal purer, which makes the new algorithm have better performance. Then, a cosine function algorithm is proposed by studying the Moose algorithm. The algorithm is similar to the Moose algorithm, which sends two identical OFDM symbols as the training sequence before the valid data information of the sender. But the algorithm performs carrier synchronization by the property of the correlation matrix between two symbols. Through simulation analysis, we can see that the algorithm has a relatively small error. Finally, an improved SC algorithm is presented. When the symbol timing synchronization and integer frequency doubling offset are estimated, the new algorithm makes the estimation results more accurate from a new point of view, and there is no floor effect in symbol timing synchronization. In the estimation of decimal-octave frequency offset, the iterative algorithm is introduced, so it has better performance.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.53

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本文編號(hào)：1923439