本文關(guān)鍵詞：60GHz單載波通信系統(tǒng)中低復(fù)雜度頻域均衡技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 60GHz通信系統(tǒng) 頻域均衡 最小均方誤差算法 重疊保留法 最小均方算法

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,人們對更高傳輸速率的需求日益增加--例如嘗試?yán)脽o線的方式來傳輸高清視頻流。在這些需求的驅(qū)動下,高速率的短距離通信系統(tǒng)成為下一代無線通信的一個重要發(fā)展方向。由于工作頻段本身所具有的傳播特性,60GHz通信系統(tǒng)非常適合短距離通信,其工作的60GHz頻段具有5-7GHz免許可的頻譜資源,能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)數(shù)Gbps的傳輸速率,而半導(dǎo)體工藝的發(fā)展使得60GHz通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高度的集成化。因此,60GHz無線通信被認(rèn)為是下一代無線通信中最具潛力的技術(shù)之一。60GHz無線通信同一般的低頻段通信一樣,在信號傳輸過程中,不可避免的會受到傳輸環(huán)境的影響,造成多徑效應(yīng),在接收端引入碼間串?dāng)_(Inter-Symbol Interference,ISI),為了盡可能的減小碼間串?dāng)_,接收端必須對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理,均衡技術(shù)就是接收端克服ISI的關(guān)鍵技術(shù)。本文針對60GHz通信系統(tǒng)的特點(diǎn),主要研究適用于60GHz單載波頻域均衡通信系統(tǒng)(Single-Carrier with Frequency Domain Equalization,SC-FDE)的低復(fù)雜度均衡技術(shù),并對均衡算法進(jìn)行FPGA的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。主要的研究工作如下:1.研究適用于60GHz通信的頻域均衡技術(shù)。首先,研究了在考慮循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)情況下的塊頻域均衡,該方法可以得到很好的均衡效果;同時為了解決采樣定時偏差問題(Sampling Time Offset,STO),研究適用于60GHz高速率通信的解決方法,由于分?jǐn)?shù)間隔均衡器(Fractionally Spaced Equalizer,FSE)對采樣偏差不敏感,因此,可以很好的解決采樣定時偏差問題。將分?jǐn)?shù)間隔均衡器和頻域均衡器結(jié)合在一起,既可以降低計(jì)算復(fù)雜度,又可以解決采樣定時偏差的問題。2.為了進(jìn)一步降低頻域均衡的復(fù)雜度,研究不考慮CP的頻域均衡技術(shù),本文研究了一種降低CP計(jì)算開銷的方法,即重疊保留法(overlap-save),該方法可以不考慮CP所起到的將線性卷積轉(zhuǎn)換成循環(huán)卷積的作用,對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行切塊,進(jìn)而以更小的塊進(jìn)行均衡,從而降低FFT(Fast Fourier Transform,FFT)的點(diǎn)數(shù),降低均衡的復(fù)雜度。3.為了研究不同均衡器的效果,本文研究了最小均方誤差(Minimum Mean Square Error,MMSE)算法,最小均衡誤差均衡器在采取重疊保留法時,可以得到很好的均衡效果,但該均衡器需要已知的信道信息。因此,本文研究了最小均方(Least Mean Square,LMS)算法,該自適應(yīng)均衡器利用訓(xùn)練序列進(jìn)行學(xué)習(xí),在信道信息未知的情況下得到滿足條件的均衡系數(shù),并得到滿意的均衡效果。
【關(guān)鍵詞】：60GHz通信系統(tǒng) 頻域均衡 最小均方誤差算法 重疊保留法 最小均方算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN928
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-19
• 第一章 緒論19-24
• 1.1 研究的背景和價值19
• 1.2 60GHz毫米波在國內(nèi)外的發(fā)展19-21
• 1.3 單載波系統(tǒng)及頻域均衡概述21-22
• 1.4 本文主要工作及貢獻(xiàn)22-23
• 1.5 本論文的結(jié)構(gòu)安排23-24
• 第二章 60GHz毫米波無線通信系統(tǒng)及均衡技術(shù)概述24-38
• 2.1 60GHz毫米波通信特性24-27
• 2.1.1 頻譜劃分24
• 2.1.2 極好的方向性24
• 2.1.3 60GHz信道傳輸特性24-27
• 2.2 IEEE 802.11ad物理層幀結(jié)構(gòu)27-28
• 2.2.1 60GHz通信標(biāo)準(zhǔn)27
• 2.2.2 IEEE 802.11ad物理層幀結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3 采樣定時偏差28-29
• 2.4 SC-FDE系統(tǒng)的基本原理29-30
• 2.5 頻域均衡30-37
• 2.5.1 頻域均衡的原理30
• 2.5.2 頻域均衡計(jì)算量分析30-32
• 2.5.3 符號間隔頻域均衡32-33
• 2.5.4 分?jǐn)?shù)間隔頻域均衡33-37
• 2.5.4.1 多速率模型35
• 2.5.4.2 多信道模型35-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 基于SC-FDE的 60GHz系統(tǒng)頻域塊MMSE均衡算法研究38-63
• 3.1 頻域均衡算法38-42
• 3.1.1 迫零算法38-39
• 3.1.2 MMSE算法39
• 3.1.3 帶CP的線性卷積39-42
• 3.2 帶CP的頻域塊MMSE均衡42-50
• 3.2.1 符號間隔頻域塊MMSE均衡42-44
• 3.2.1.1 仿真參數(shù)與結(jié)果43-44
• 3.2.2 T/2 間隔頻域塊MMSE均衡44-50
• 3.2.2.1 頻域抽取44-47
• 3.2.2.2 T/2 間隔頻域塊MMSE均衡仿真參數(shù)與結(jié)果47-49
• 3.2.2.3 T/2 間隔頻域塊MMSE低頻抽取均衡仿真參數(shù)與結(jié)果49-50
• 3.3 overlap-save MMSE頻域塊均衡處理50-62
• 3.3.1 overlap-save頻域均衡50-57
• 3.3.1.1 overlap-save頻域均衡過程中內(nèi)插部分的分析54-57
• 3.3.2 T/2 間隔頻域塊MMSE均衡57-62
• 3.3.2.1 T/2 間隔overlap-save低頻抽取均衡57-61
• 3.3.2.2 T/2 間隔塊頻域均衡和overlap-save頻域均衡復(fù)雜度對比61-62
• 3.4 本章小結(jié)62-63
• 第四章 基于SC-FDE的 60GHz系統(tǒng)頻域塊LMS均衡算法研究63-80
• 4.1 頻域塊LMS均衡算法63-70
• 4.1.1 頻域LMS均衡算法63-64
• 4.1.2 頻域塊LMS均衡算法的原理64-68
• 4.1.3 頻域塊LMS計(jì)算復(fù)雜度分析68-70
• 4.2 T/2 間隔頻域塊LMS均衡70-79
• 4.2.1 T/2 間隔多速率頻域塊LMS均衡70-75
• 4.2.1.1 T/2 間隔多速率頻域塊LMS均衡處理框圖70-72
• 4.2.1.2 T/2 間隔多速率頻域塊LMS均衡仿真參數(shù)及結(jié)果72-75
• 4.2.2 T/2 間隔多信道頻域塊LMS均衡75-79
• 4.2.2.1 T/2 間隔多信道頻域塊LMS均衡處理框圖75-77
• 4.2.2.2 T/2 間隔多信道頻域塊LMS均衡仿真參數(shù)及結(jié)果77-79
• 4.3 本章小結(jié)79-80
• 第五章 MMSE頻域均衡的硬件實(shí)現(xiàn)80-90
• 5.1 60GHz系統(tǒng)基帶總體設(shè)計(jì)80
• 5.2 FPGA的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)80-81
• 5.2.1 FPGA的設(shè)計(jì)思想80-81
• 5.2.2 FPGA芯片選型81
• 5.3 T/2 間隔overlap-save MMSE并行頻域均衡模塊設(shè)計(jì)81-89
• 5.3.1 APRX并行頻域均衡架構(gòu)82
• 5.3.2 T/2 間隔overlap-save MMSE均衡設(shè)計(jì)82-89
• 5.4 本章小結(jié)89-90
• 第六章 總結(jié)及展望90-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及取得的研究成果98-99

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