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突发OFDM系统同步与信道估计算法及FPGA实现
作 者: 刘毅
导 师: 沙学军
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分复用 同步 信道估计 FPGA
分类号: TN919.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 233次
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内容摘要
OFDM(正交频分复用)是一种多载波调制解调技术。它具有抗多径干扰能力强,频谱利用率高的优点,可以与MIMO技术、不同的多址接入方式相结合,可使信道容量到达最优,所以OFDM技术越来越广泛的被应用到高速率、高质量的宽带移动通信系统。本文首先介绍了移动通信和OFDM技术发展的历史与现状,阐述了OFDM的基本原理,总结了OFDM系统的优缺点及其关键技术,并且讨论了无线通信信道相关特性。接下来对突发OFDM系统的同步和信道估计进行了详细的分析论述,并针对各个问题介绍了相应的解决方案和算法。最后讨论了突发OFDM系统设计,以及同步和信道估计的FPGA实现方案。在系统设计及实现部分,介绍了选用器件的原则与器件基本特性,根据系统的应用环境以及实际的需求确定了本OFDM系统的主要参数和帧结构。在Quartus II下对同步和信道估计模块进行设计和时序分析,并通过其内嵌的逻辑分析工具实时观测模块运行情况,获得硬件测试结果,从而得出有效结论。全文详细论述了突发OFDM系统同步与信道估计从算法到FPGA实现所遇到的相关概念和问题。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第1章 绪论 8-16 1.1 移动通信的发展 8-9 1.2 多载波技术 9-12 1.2.1 OFDM技术的发展 10 1.2.2 OFDM技术的优缺点分析 10-12 1.2.3 OFDM技术的应用和前景 12 1.3 FPGA的发展概况 12-14 1.4 本文主要研究内容与结构安排 14-16 第2章 OFDM技术基础 16-28 2.1 无线信道的特征 16-19 2.1.1 衰减作用 16 2.1.2 多径效应 16-18 2.1.3 时变性 18-19 2.2 OFDM系统的基本原理 19-26 2.2.1 OFDM的调制与解调 19-22 2.2.2 OFDM的保护间隔和循环前缀 22-24 2.2.3 OFDM的关键技术 24-25 2.2.4 OFDM系统组成 25-26 2.3 突发OFDM系统的特点 26-27 2.4 本章小结 27-28 第3章 突发OFDM系统同步算法 28-45 3.1 OFDM同步技术概述 28-29 3.2 定时同步 29-33 3.2.1 突发帧的检测和同步 29-33 3.2.2 符号定时同步 33 3.3 载波同步 33-38 3.3.1 载波同步偏差的影响 34-36 3.3.2 基于数据的载波同步 36-38 3.4 采样时钟同步 38-40 3.5 联合同步算法 40-43 3.5.1 基于循环前缀的ML算法 40-41 3.5.2 基于数据的SC算法 41-43 3.6 本章小结 43-45 第4章 突发OFDM系统信道估计算法 45-57 4.1 OFDM信道估计技术概述 45-46 4.2 OFDM系统中的相干检测与非相干检测 46-47 4.2.1 相干检测 46-47 4.2.2 非相干检测 47 4.3 突发OFDM系统信道估计算法 47-56 4.3.1 导频的插入方式 48-50 4.3.2 基于导频块状分布的LS算法 50-52 4.3.3 基于导频梳状分布的插值算法 52-55 4.3.4 二维信道估计算法 55-56 4.4 本章小结 56-57 第5章 系统设计与实现 57-72 5.1 基于FPGA的OFDM系统 57-60 5.1.1 OFDM硬件平台 57-59 5.1.2 系统参数和突发帧结构 59-60 5.2 同步模块设计 60-69 5.2.1 定时同步 60-63 5.2.2 频偏估计与载波同步 63-68 5.2.3 晶振偏差与采样时钟同步 68-69 5.3 信道估计模块设计 69-71 5.4 本章小结 71-72 结论 72-73 参考文献 73-77 附录 77-79 致谢 79
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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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