【摘要】：隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)新場(chǎng)景下的通信需求不斷出現(xiàn),例如科研人員進(jìn)行海洋科研活動(dòng)時(shí)需要的通信,人們?cè)诟哞F環(huán)境下的通話、上網(wǎng)等和5G場(chǎng)景車聯(lián)網(wǎng)的萬(wàn)物互聯(lián)。信道建模研究對(duì)于通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起關(guān)鍵作用。上述場(chǎng)景信道的共同特點(diǎn)是存在豐富的噪聲干擾和嚴(yán)重的多徑效應(yīng)影響。水聲信道的特有復(fù)雜性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:聲波在水中傳播速度較慢導(dǎo)致帶寬過(guò)小;接收端的移動(dòng)和聲速較慢導(dǎo)致多普勒頻移較大。高鐵或車聯(lián)網(wǎng)信道的特有復(fù)雜性體現(xiàn)在:接收設(shè)備的移動(dòng)速度和載波頻率大幅提升導(dǎo)致多普勒頻移和頻偏的大幅提升。多載波調(diào)制技術(shù)中的正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)具有很強(qiáng)的抗多徑效應(yīng)和噪聲的能力,同時(shí)能夠提高頻譜利用率,但是OFDM技術(shù)存在對(duì)時(shí)頻偏移敏感的缺點(diǎn),同時(shí)信道狀態(tài)信息的準(zhǔn)確性直接影響OFDM系統(tǒng)的整體性能。水聲信道中聲波傳播速度慢和收發(fā)端之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致接收符號(hào)的擴(kuò)展或壓縮程度較大,同時(shí)產(chǎn)生較大的多普勒頻移使得OFDM子載波之間的正交性受到破壞,該場(chǎng)景下信道狀態(tài)信息的估計(jì)十分重要。高鐵或車聯(lián)網(wǎng)信道中接收端設(shè)備移動(dòng)速度和載波頻率大幅提升,產(chǎn)生較大的多普勒頻移和頻偏,使得時(shí)頻同步困難。本文將進(jìn)行水聲場(chǎng)景的信道估計(jì)算法和高鐵或車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的時(shí)頻同步算法的研究。論文研究了水聲通信中的信道估計(jì)技術(shù)。由于聲波比電磁波傳播速度慢5個(gè)數(shù)量級(jí),水聲通信系統(tǒng)受到的多普勒頻移比無(wú)線通信系統(tǒng)嚴(yán)重,需要修正BELLHOP的水聲信道模型使其考慮時(shí)變性。多徑信道的不同路徑受到多普頻移也不同,傳統(tǒng)方法沒有分開估計(jì)不同路徑的多普勒頻移,使得多普勒頻移補(bǔ)償不夠精確。本文利用正交子空間投影技術(shù)將接收信號(hào)劃分為多個(gè)子空間信號(hào),首先利用陣列天線的特性確定需要估計(jì)的多普頻移的范圍,在此基礎(chǔ)上,本文提出了新OFDM傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)和兩個(gè)相關(guān)峰的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)精確估計(jì)子空間信號(hào)的多普勒頻移,最后利用估計(jì)的精確多普勒頻移補(bǔ)償子空間信號(hào)后通過(guò)BEM算法進(jìn)行信道估計(jì)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了相比于傳統(tǒng)的BEM信道估計(jì)算法,本文信道估計(jì)算法的性能有了明顯的提升。由于OFDM系統(tǒng)性能受到時(shí)頻偏移影響較大,所以論文研究了高鐵或車聯(lián)網(wǎng)下的時(shí)頻同步算法。一方面高鐵的移動(dòng)速度已經(jīng)達(dá)到了 300km/h,在3GPP的車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中兩車之間的相對(duì)速度將到達(dá)400km/h。另一方面載波頻率大幅提升,車聯(lián)網(wǎng)中將使用載波達(dá)到30-60GHz。上述兩點(diǎn)原因引起的大多普勒頻移和頻偏使得傳統(tǒng)時(shí)頻同步算法的性能大幅下降。本文提出了兩種新的時(shí)頻同步序列,接收信號(hào)首先通過(guò)前后符號(hào)共軛相乘使得每個(gè)符號(hào)擁有大致一樣的相位值,再與本地序列計(jì)算相關(guān)峰來(lái)求定時(shí)同步位置,并且可以通過(guò)計(jì)算定時(shí)位置處的相關(guān)峰值的相位值得到對(duì)應(yīng)的頻偏。仿真結(jié)果顯示,本文定時(shí)同步算法可以在大多普勒和大頻偏下工作,并且頻率同步算法需要的同步序列更短、傳輸效率更高和算法復(fù)雜度更低。
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邐杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑＾＝＾－４．７８（１0§１０／）２＋１８．３３１0§｜０／－４０．９４邐（２．９）逡逑２．１．２小尺度衰落逡逑小尺度衰落的主要表現(xiàn)為在較短時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)在較小的位移內(nèi)，接收端的信號(hào)幅度會(huì)逡逑強(qiáng)烈的變動(dòng)。小尺度衰落的有關(guān)因素有：移動(dòng)臺(tái)速度、信號(hào)的多徑傳播效應(yīng)、信號(hào)的傳輸帶逡逑寬。多徑效應(yīng)和多普勒頻移都會(huì)造成小尺度衰落，并根據(jù)不同的原因?qū)π〕叨人ヂ漕愋瓦M(jìn)行逡逑分類。如圖２－１所示：逡逑邐邐

強(qiáng)烈的變動(dòng)。小尺度衰落的有關(guān)因素有：移動(dòng)臺(tái)速度、信號(hào)的多徑傳播效應(yīng)、信號(hào)的傳輸帶逡逑寬。多徑效應(yīng)和多普勒頻移都會(huì)造成小尺度衰落，并根據(jù)不同的原因?qū)π〕叨人ヂ漕愋瓦M(jìn)行逡逑分類。如圖２－１所示：逡逑邐小尺度衰落邐逡逑Ｔ邐邐邋%煎義希懾位詼嗑緞в﹀�，，逦逦逦基于＾勒频逦辶x希懾危哄澹懾危懾�！移邋匚亓x掀教顧ヂ溴危簦澹簀危袈ヂ溴慰燜ヂ溴義希懾危懾五危殄五危哄義賢跡玻斃〕叨人ヂ淶睦啾皰義轄藕旁誆煌肪都淶淖畛ぢ肪隊(duì)胱疃搪肪噸淶拇ナ奔洳疃ㄒ邐毖永┱�，可覄蜚暘辶x鮮切諾萊寤饗煊Φ某中奔�。信褐Z姆胖芷詼ㄒ邐罰�，多凭`掌狄貧ㄒ邐潁媯喔墑奔洌罰荒阱義喜雷刺⑹腔靜槐淶�，可疫h(yuǎn)ㄒ邐哄義希ǎ玻保埃╁義希ǎ保

本文編號(hào)：2664276