本文關鍵詞：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)技術的調制傳輸形式是多載波的,已成為4G的關鍵技術之一,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)中一般可被轉變成眾多平坦的子信道,降低了多徑的影響程度；OFDM技術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技術能夠和多種其他技術結合,如和MIMO技術相結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技術基本原理、頻偏產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合的驗證。接著,在分析現(xiàn)有算法特點的基礎上,把關注點放在了傳統(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)這一特點設計了一種新的保護間隔(Guard Interval, GI)的結構(本文稱為CP+CS結構),使基于這種結構的CFO估計算法在估計范圍和精度上得以兼得,且這一結構隨著GI的長度增大其估計性能會迅速變得更好。另外,針對此結構在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,本文重新設定了GI的結構(本文稱為2CP結構),使算法在一個OFDM符號內即可完成估計,且性能和基于CP+CS結構的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結構的CFO估計算法中,仿真結果表明,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技術發(fā)展和優(yōu)缺點11-12
• 1.2.1 OFDM技術的發(fā)展11
• 1.2.2 OFDM技術的優(yōu)點11-12
• 1.2.3 OFDM技術的缺點12
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文的主要工作和結構安排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技術原理20-25
• 2.2.1 OFDM調制與解調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)前綴相關的CFO估計算法26-27
• 3.2.2 基于循環(huán)前綴非相關性的CFO估計算法27-28
• 3.2.3 基于一種循環(huán)后綴相關的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結構分析42-43
• 4.1.2 基于CS結構用相關頻偏估計算法進行改進43-44
• 4.1.3 基于CS結構用非相關頻偏估計算法進行改進44-45
• 4.1.4 基于CS結構改進方案的仿真分析45-46
• 4.2 基于循環(huán)后綴和循環(huán)前綴相結合的CFO估計算法46-52
• 4.2.1 本文提出的CP+CS結構分析46-47
• 4.2.2 CP+CS結構算法分析47
• 4.2.3 CP+CS結構的CFO估計算法優(yōu)化方案47-49
• 4.2.4 CP+CS結構算法仿真分析49-52
• 4.3 一種基于同傳統(tǒng)CP結構相近的CFO估計算法52-56
• 4.3.1 結構分析52-53
• 4.3.2 基于2CP結構的CFO估計算法分析53-54
• 4.3.3 基于2CP結構的CFO估計算法的仿真分析54-56
• 4.4 本章小結56-58
• 全文總結及展望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

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫金芝;王錢礬;;MB-OFDM UWB系統(tǒng)頻偏估計方法改進研究[J];電子技術應用;2010年07期

2 王龍平;王學斌;劉雅婷;何冬梅;;一種新的頻偏估計與補償方法研究[J];電子產品世界;2012年06期

3 周新力;龔岳洲;孟慶萍;;一種基于迭代的頻偏估計算法[J];科學技術與工程;2012年28期

4 彭剛;楊春蘭;;一種改進的頻偏估計算法及其性能仿真[J];計算機與數(shù)字工程;2014年02期

5 徐長剛;;高速場景下頻偏估計算法的探究[J];電子測試;2014年02期

6 周磊磊;朱磊基;汪明亮;;一種應用于無線傳感網(wǎng)的頻偏估計改進方法[J];現(xiàn)代電子技術;2014年05期

7 羅武;劉安;梁慶林;;一種迭代頻偏估計算法[J];北京大學學報(自然科學版);2008年04期

8 王品;黃焱;王超;楊華;;基于自相關的寬范圍高精度頻偏估計算法[J];計算機工程;2011年04期

9 果宏艷;許渤;邱昆;;一種適用于突發(fā)相干光通信的均衡和頻偏估計的聯(lián)合方法[J];光電子.激光;2013年09期

10 鐘興旺,陳豪,易克初;復基帶信號的幾種載頻頻偏估計算法比較[J];空間電子技術;2002年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 胡鐵喬;李瑞琴;;一種克服導航電文翻轉效應的北斗信號頻偏估計方法[A];第五屆中國衛(wèi)星導航學術年會論文集-S7 北斗/GNSS用戶終端技術[C];2014年

2 李宇輝;張遠見;;基于IEEE802.16d中OFDM系統(tǒng)的發(fā)射機與接收同步模塊的實現(xiàn)[A];2005中國通信集成電路技術與應用研討會論文集[C];2005年

3 陳翔;周世東;姚彥;;一種用于OFDM系統(tǒng)的頻偏估計方案[A];第九屆全國青年通信學術會議論文集[C];2004年

4 劉志紅;朱沛;陳為沛;;突發(fā)模式下載波同步技術[A];2008年中國高校通信類院系學術研討會論文集（上冊）[C];2009年

5 繆暉;蔡躍明;馮潔;;MIMO-OFDM系統(tǒng)中一種新的同步設計[A];通信理論與信號處理新進展——2005年通信理論與信號處理年會論文集[C];2005年

6 田紅心;孫婉瑩;劉祖軍;易克初;;一種基于FFT的C/A碼快速捕獲算法[A];第十三屆全國信號處理學術年會（CCSP-2007）論文集[C];2007年

7 方紹;謝顯中;;基于IEEE802.16m的OFDM頻偏估計算法及DSP實現(xiàn)[A];2010年通信理論與信號處理學術年會論文集[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉玉民;相干光通信系統(tǒng)中信道均衡與頻偏估計算法研究[D];北京科技大學;2016年

2 禹永植;基于BICM-OFDM調制的短波瞬間通信系統(tǒng)關鍵技術研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

3 呂卓;MIMO信道參數(shù)估計技術的研究[D];西安電子科技大學;2007年

4 俞鶴偉;寬帶無線網(wǎng)絡中的正交頻分復用技術研究[D];華南理工大學;2004年

5 張杰;穩(wěn)健的陣列參數(shù)估計及應用研究[D];西安電子科技大學;2005年

6 李丹萍;面向OFDM系統(tǒng)的信道參數(shù)估計與峰均比抑制技術[D];西安電子科技大學;2012年

7 張曉瀛;OFDM及MIMO系統(tǒng)中的迭代接收技術研究[D];國防科學技術大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔佳維;LTE移動通信系統(tǒng)中多普勒頻移估計算法研究[D];河北大學;2015年

2 郭鑫;星載AIS系統(tǒng)中載波同步關鍵技術的研究[D];天津理工大學;2015年

3 鄧占思;OFDM系統(tǒng)中載波同步的研究[D];浙江工商大學;2015年

4 楊飛;TDD模式下的低信噪比通信系統(tǒng)基帶設計與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

5 紀培強;相干光接收機的頻偏估計和相位恢復研究[D];電子科技大學;2014年

6 劉志奇;大頻偏環(huán)境下異步DS-CDMA頻偏估計算法研究[D];電子科技大學;2014年

7 閆彬;TD-LTE下行時頻同步算法研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

8 徐瀅;TD-LTE下行小區(qū)搜索算法研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

9 李洋;突發(fā)OFDM系統(tǒng)同步技術研究及FPGA實現(xiàn)[D];電子科技大學;2015年

10 張樹林;OFDM系統(tǒng)中的同步技術研究[D];西安電子科技大學;2014年

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

本文編號：389095