超宽带无线通信系统中同步技术的研究

论文题目: 超宽带无线通信系统中同步技术的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 吉华芳

导师: 毕光国

关键词: 超宽带,正交频分复用,序列,序列,同步

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术已逐渐成为无线通信领域研究与开发的热点,并被视为下一代无线通信的关键技术之一。目前,UWB无线通信系统主要分成两类:无载波UWB系统和载波调制UWB系统。载波调制的UWB系统又有多种实现方案,主要的两种是单载波直接序列码分多址(DS-CDMA)方案和多带正交频分复用(MB-OFDM)方案。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,由于具有频谱利用率高、抗多径能力强、信道均衡需求相对简单等优点,特别适合于宽带无线通信。本文着重研究基于OFDM调制技术的UWB无线通信系统,侧重于研究系统中的同步技术。本文在介绍UWB技术的背景知识和OFDM系统基本原理的基础上,详细分析OFDM系统的同步技术,讨论各种非理想同步因素对OFDM系统性能的影响,并给出典型的OFDM同步算法。通过对已存在的各种同步算法的研究与分析,文中提出了一种基于特殊训练符号的符号定时方案和一种基于导频符号的频偏估计方案。符号定时方案由于使用了FZC(Frank-Zadoff-Chu)序列或FH(Frank- Heimiller)序列,使基于滑动相关的符号定时不受频偏的影响,可以一步实现精确的符号定时。对频偏估计,首先提出一个基于导频的估计算法,然后设计了一个估计方案,该方案既能保证足够的估计范围,又有足够的估计精度。本文还设计了基于OFDM的UWB通信系统中的一整套同步方案。首先,介绍UWB仿真系统的基本结构、信道模型。其次,根据UWB系统的特点,选择合适的同步算法,分别从帧检测、符号定时、频偏估计及相位跟踪等方面介绍整个系统的同步过程,并给出UWB系统中各个同步阶段的性能曲线图。最后,为了从整体上评价同步的性能,文中还比较了理想同步与非理想同步情况下系统的性能。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 无线网络的发展现状

1.2 超宽带（UWB）无线通信技术简介

1.3 无线通信中的OFDM 技术

1.4 论文章节安排

第二章 UWB 无线通信技术

2.1 什么是UWB

2.2 UWB 系统方案概述

第三章 OFDM 系统简介

3.1 OFDM 基本原理

3.1.1 OFDM 频谱利用率

3.1.2 IFFT/FFT 调制解调

3.1.3 循环前缀（CP）

3.1.4 OFDM 系统框图

3.2 OFDM 的关键问题

3.2.1 峰值平均功率比问题

3.2.2 信道估计问题

3.2.3 同步问题

3.3 OFDM 的同步技术

3.3.1 几种非理想因素对OFDM 系统的影响

3.3.2 OFDM 同步的基本算法

第四章 同步算法研究

4.1 现有同步方案简介

4.1.1 Schmidl 和Cox 的同步方案

4.1.2 基于PN 序列前导符的同步方案

4.1.3 基于导频符号的同步方案

4.2 同步方案设计

4.2.1 符号定时方案

4.2.2 训练序列的设计

4.2.3 频偏估计方案

第五章 基于 OFDM 的 UWB 系统中的同步方案

5.1 仿真系统模型

5.2 同步方案

5.2.1 前导符结构

5.2.2 帧检测

5.2.3 符号定时

5.2.4 载波频偏估计

5.2.5 相位跟踪

5.3 性能分析

5.3.1 帧检测性能

5.3.2 符号定时性能

5.3.3 频偏估计性能

5.3.4 相位跟踪性能

5.3.5 系统性能

第六章 结束语

6.1 论文工作总结

6.2 下一步工作方向

致谢

参考文献

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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