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基于IEEE802.16e的WiMAX系统物理层同步算法研究

作　者: 周琳凯
导　师: 周井泉
学　校: 南京邮电大学
专　业: 电路与系统
关键词: IEEE802.16e 正交频分多址接入 时间同步 频率同步 多址干扰
分类号: TN929.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着移动通信技术的发展,人们对数据传输的速度以及多媒体业务的需求越来越高,而正交频分复用技术(OFDM)凭借其良好的抗多径干扰能力以及较高的频谱利用率受到了越来越多的关注,以这一技术作为基础的正交频分多址技术(OFDMA)继承了OFDM的所有优点,同时还引入了子信道的概念,被誉为新一代无线接入技术OFDMA技术也具有自身的不足,比如对频率选择的敏感,对时间偏差的敏感等,总之,要保持OFDMA系统的优良性能就需要保持系统的高度同步。本文对基于IEEE802.16e的WiMAX系统中支持移动无线通信OFDMA系统的同步问题进行研究。首先通过建立系统模型,分析了OFDMA系统下行同步问题,推导和分析了各种偏差对OFDMA系统的影响,同时介绍了一些经典的OFDMA系统下行同步算法,并通过延长前导字的相关长度,增加不相邻前导字的相关性来对符号定时同步中的帧检测算法进行了改进,仿真结果表明,在不同的虚警概率下改进算法的帧检测率有所提高。其次对OFDMA系统上行同步问题进行了研究,通过建立系统模型分析了系统上行的多址干扰(MAI),介绍了一种时域的时偏估计算法,并对该算法进行了改进,在考虑时偏的同时加入频偏的估算以实现对时偏和频偏的联合估计,得到一种简单的数据辅助的时偏和频偏的联合估计算法。改进算法更具一般性,可实现多用户系统中对每个用户进行单独的时偏和频偏的估计,仿真结果表明,改进算法相比于频域的时偏和频偏联合估计算法具有较低的复杂度、丢失检测率以及具有较高的检测精度,相同条件下可以容纳更多的用户,可以较好的保证系统的同步,提高系统的性能。文章最后对本文进行了总结和展望。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 移动通信发展与概述  8-10
  1.2 IEEE802.16 标准体系  10-11
  1.3 本文的研究意义和现状  11-13
  1.4 本文的内容安排  13-14
第二章 OFDM 及OFDMA 技术  14-27
  2.1 OFDM 基本原理  14-20
    2.1.1 OFDM 技术的发展与应用  14-15
    2.1.2 OFDM 的技术原理  15-18
    2.1.3 OFDM 技术的优缺点  18-20
  2.2 OFDMA 技术  20-27
    2.2.1 OFDMA 的时频域特性  21-22
    2.2.2 IEEE802.16e 的OFDMA 帧结构  22-23
    2.2.3 OFDMA 子载波分配  23-25
    2.2.4 OFDMA 系统模型  25-27
第三章 OFDMA 系统下行同步  27-43
  3.1 OFDMA 系统同步误差分析  28-33
    3.1.1 符号定时偏差对OFDMA 系统的影响  28-30
    3.1.2 载波频率偏差对OFDMA 系统的影响  30-32
    3.1.3 采样时钟同步偏差对OFDMA 系统的影响  32-33
  3.2 OFDMA 系统下行链路同步  33-34
  3.3 符号定时同步  34-39
    3.3.1 帧检测算法及改进算法  34-36
    3.3.2 定时细同步技术  36-39
  3.4 载波同步技术  39-42
    3.4.1 小数倍频偏估计  39-40
    3.4.2 整数倍频偏估计  40-41
    3.4.3 残留载波频偏及采样时钟频偏的联合估计  41-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 OFDMA 系统上行同步  43-61
  4.1 时偏与频偏的估计与补偿  43-45
  4.2 OFDMA 系统上行链路MAI 分析  45-47
    4.2.1 OFDMA 系统上行传输模型  45
    4.2.2 多址干扰理论分析  45-47
  4.3 OFDMA 系统上行同步算法  47-60
    4.3.1 MH 定时偏差估计算法  48-49
    4.3.2 改进的MH 算法描述及实现  49-53
    4.3.4 改进MH 算法复杂度分析  53-54
    4.3.5 改进MH 算法的数据仿真分析  54-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章 总结与展望  61-63
  5.1 总结  61-62
  5.2 展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
攻读研究生期间发表文章  68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统（大哥大、移动电话手机） > 频分多址（FDMA）移动通信
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