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跳频OFDM系统性能及同步技术研究和仿真

作　者: 郑志国
导　师: 梅顺良；陈俊可
学　校: 清华大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 正交频分复用 跳频OFDM 定时估计 频偏估计
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


正交频分复用(OFDM)是一种无线环境下的多载波高速传输技术,它由于具有频谱利用率高、抗多径干扰等优势成为下一代无线通信系统物理层技术的候选方案,同时在军事通信领域也有着良好的应用前景。与此同时,跳频技术以其优良的抗干扰性能,在民用移动通信和军事通信中也得到了广泛的应用。为了改善传统跳频通信系统存在的跳频速率低、传输速率低等不足,我们可以考虑结合OFDM技术的优点,构造跳频OFDM通信系统来实现跳频通信。本文在大量资料的基础上,主要阐述了跳频(FH)通信系统的基本原理、结构组成及重要的性能指标,介绍了正交频分复用(OFDM)通信系统的产生与发展的背景以及结构组成等。在此基础上,总结了子载波跳频和射频跳频的两种跳频OFDM形式,介绍了两种跳频OFDM的系统模型以及优缺点。同时,采用QPSK和16QAM的调制方式,在AWGN和Rayleigh信道下,利用Matlab进行仿真,通过仿真,可以看出跳频OFDM是一种更为高效的调制技术,将在未来的军事通信中有更广阔的发展和应用的空间。除此之外,本文还介绍了跳频OFDM调制方式及数据包结构,在参考OFDM载波同步的基础上,介绍了跳频OFDM的定时同步算法和载波同步算法,讨论了长、短训练序列对载波频偏估计的影响,并用Matlab对跳频OFDM的定时同步和载波同步算法进行了仿真。仿真结果表明:(1)在定时同步算法中,基于OFDM的延时相关算法能准确的定位出跳频OFDM符号的起始位置。(2)在载波同步算法中,基于OFDM的延时相关算法能有效的估计出载波频偏,进行小数倍和整数倍的频偏补偿之后均方误差在信噪比8dB以上就能达到10-4的数量级,从而证明这种估计方法切实可行。(3)利用在OFDM符号中均匀插入离散导频的方法可以有效的对星座图的偏移进行矫正,而且这种方式在QPSK和16QAM的调制方式下,在AWGN和Rayleigh信道下均可行。通过上述仿真可以看出:本文所提出的跳频OFDM通信系统结构设计合理,系统性能仿真结果及分析具有一定的理论参考价值,针对跳频OFDM所采用的定时估计和频偏估计方法切实可行。

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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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