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OFDM无线通信系统的同步技术研究

作　者: 魏子恒
导　师: 林土胜
学　校: 华南理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 正交频分复用 定时同步 频偏估计 小区搜索 同步跟踪
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 219次
引　用: 4次
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内容摘要


同步技术是任何一个通信系统能够有效工作的前提,同步的性能直接关系到整个通信系统的性能,基于OFDM技术的宽带无线通信系统也不例外。近年来,基于OFDM技术的LTE标准受到了业界和学术界的普遍关注,对LTE物理层协议实现的算法研究是十分必要的,下行同步和小区搜索是LTE研究的一个重要方面。本文提出了一种基于CAZAC序列的同步改进算法,并给出了完整的同步方案。首先分析了CAZAC序列的特点,通过实验仿真与理论推导得出频偏对CAZAC序列自相关的影响具有一定的规律性,通过构造两个训练序列,使这种规律能在定时偏移上表现出来,从而检测到频偏。同时利用训练序列的特点减少了相关运算量,最后通过跟Schmidl算法对比表明所提算法具有良好的性能。在对LTE同步信道的分析中,给出了一个可行的LTE下行同步和小区搜索检测方案。首先利用主同步序列完成定时同步和物理层号的检测,并利用主同步序列的特点简化了相关运算,在此基础上加入了首径搜索算法,同时进行粗频偏估计。接着利用主同步序列的信道估计对辅同步序列做相干检测,随后进行小区群号的检测,并在AWGN下仿真小区群号搜索算法,结果表明了该算法具有实用性。最后着重分析了残留频偏的估计算法,分别在AWGN信道下和多径衰落信道下仿真,结果表明所提算法均有良好的性能。第五章利用LTE残留频偏估计的输出和LTE信道估计的输出分别完成频偏跟踪和定时跟踪,仿真表明了该方案具有实际的应用价值。文章最后总结了本文的主要工作和存在的问题,并指出了今后值得研究的问题。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-17
  1.1 引言  12
  1.2 本课题研究背景及意义  12-14
  1.3 本课题的研究现状  14-16
  1.4 本文的章节安排  16-17
第二章 OFDM系统基本原理及同步误差分析  17-36
  2.1 OFDM系统基本原理  17-23
    2.1.1 OFDM系统的基本模型  17-19
    2.1.2 保护间隔和循环前缀  19-20
    2.1.3 OFDM系统的框图  20-21
    2.1.4 OFDM系统的关键技术  21-22
    2.1.5 OFDM的优缺点  22-23
  2.2 OFDM系统的同步误差分析  23-29
    2.2.1 OFDM系统的同步概念  23-24
    2.2.2 同步误差对系统性能的影响  24-29
  2.3 LTE简介  29-35
    2.3.1 LTE系统技术特点和网络架构  30-32
    2.3.2 LTE下行帧结构  32
    2.3.3 LTE下行物理资源块  32-34
    2.3.4 LTE下行物理资源分配  34-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章 OFDM系统的同步技术  36-61
  3.1 经典的同步算法  36-48
    3.1.1 基于CP的同步算法  36-41
    3.1.2 Moose频率同步算法  41-43
    3.1.3 Schmidl&Cox同步算法  43-48
  3.2 基于CAZAC序列的改进同步算法  48-60
    3.2.1 CAZAC序列特性  48-50
    3.2.2 同步前导序列结构  50-51
    3.2.3 完整的同步方案  51-56
    3.2.4 仿真分析  56-60
  3.3 本章小结  60-61
第四章 LTE下行同步和小区搜索  61-78
  4.1 LTE同步信道  61-66
    4.1.1 LTE物理层数据处理流程  61-62
    4.1.2 同步信道和小区搜索  62-63
    4.1.3 主同步信道  63-64
    4.1.4 辅同步信道  64-65
    4.1.5 同步信道的发射方式  65-66
    4.1.6 滤波预处理  66
  4.2 定时同步  66-69
    4.2.1 符号同步  66-67
    4.2.2 运算的简化  67-68
    4.2.3 首径搜索算法  68-69
  4.3 频偏估计  69-74
    4.3.1 粗频偏估计  69-70
    4.3.2 残留频偏估计  70-71
    4.3.3 仿真分析  71-74
  4.4 小区群号搜索  74-77
    4.4.1 小区群号搜索流程  74-76
    4.4.2 仿真分析  76-77
  4.5 本章小结  77-78
第五章 LTE下行同步跟踪  78-83
  5.1 频偏跟踪  78
  5.2 定时同步跟踪  78-82
    5.2.1 LTE导频映射  78-79
    5.2.2 基于导频的功率时延谱估计  79-81
    5.2.3 仿真分析  81-82
  5.3 本章小结  82-83
结束语  83-84
参考文献  84-88
攻读硕士学位期间所获得的成果  88-89
致谢  89

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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