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短波宽带OFDM通信系统研究与实现

作　者: 张国彬
导　师: 朱晓明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 短波通信正交频分复用频率同步数字信号处理
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文研究目标是：在系统硬件平台上实现短波宽带低信噪比信道条件下的突发数据传输。文中给出了一种短波宽带OFDM数据传输方案,分析了方案中的各项关键技术,重点研究了其中的频率同步技术,结合系统的帧结构及技术指标要求,设计了基于CAZAC序列的载波频偏估计方案。利用MATLAB仿真工具对系统方案进行了性能仿真,仿真结果表明,系统性能满足设计要求。基于DSP+FPGA硬件平台,提出了整个系统的实现方案,重点设计了系统的DSP软件,使其与FPGA模块一起完成了整个方案的实现。最后,系统电路板以中频接口方式分别与无线信道仿真仪和短波宽带信道模拟器进行了室内连接测试试验。试验结果表明,系统在低信噪比下可以获得比较好的误码性能,能够达到指标要求并满足短波宽带突发通信的需要。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 短波通信发展概述  7-8
  1.2 基于OFDM的短波通信应用  8-10
    1.2.1 OFDM技术概述  8-9
    1.2.2 采用OFDM技术的短波通信  9-10
  1.3 本课题的研究意义与研究内容及完成情况  10-11
    1.3.1 本课题的研究意义  10
    1.3.2 本课题的研究内容  10-11
    1.3.3 本课题来源及完成情况  11
  1.4 论文的结构安排  11-13
第二章短波宽带OFDM系统方案  13-21
  2.1 短波宽带OFDM系统帧结构  13-15
    2.1.1 系统技术指标  13
    2.1.2 OFDM系统参数设计  13-14
    2.1.3 系统帧结构  14-15
  2.2 系统物理层数据传输总体方案  15-17
  2.3 系统方案中的关键技术  17-20
    2.3.1 差错控制编码技术  17-18
    2.3.2 频域扩频技术  18
    2.3.3 峰均比抑制技术  18
    2.3.4 同步捕获及频偏估计技术  18-19
    2.3.5 信道估计与均衡技术  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章频率同步技术研究和系统性能仿真  21-41
  3.1 频率同步的重要性  21
  3.2 载波频率偏差对于OFDM系统的影响  21-25
    3.2.1 信噪比损失D_n(dB)的定义  23
    3.2.2 载波相位偏差△φ导致的信噪比损失  23
    3.2.3 载波频率偏差△f_c导致的信噪比损失  23-25
  3.3 载波频率偏差估计方法  25-34
    3.3.1 小数倍频偏估计方法  25-30
    3.3.2 整数倍频偏估计方法  30-34
  3.4 基于CAZAC序列的载波频率同步方案  34-38
    3.4.1 小数倍频偏估计方案  34-35
    3.4.2 整数倍频偏估计方案  35-38
  3.5 系统性能仿真  38-40
  3.6 本章小结  40-41
第四章短波宽带OFDM系统的硬件实现  41-61
  4.1 系统硬件平台  41-42
  4.2 系统硬件实现方案  42-43
  4.3 系统DSP软件设计  43-49
    4.3.1 发端软件设计  44-47
    4.3.2 收端软件设计  47-49
  4.4 DSP与外设的通信  49-55
    4.4.1 串口通信  49-51
    4.4.2 数据帧发送  51-54
    4.4.3 同步捕获数据接收  54-55
  4.5 DSP的FLASH自启动  55-57
    4.5.1 二次bootloader程序的设计  56
    4.5.2 自启动数据的FLASH烧写  56-57
  4.6 系统的试验验证  57-59
  4.7 本章小结  59-61
第五章结束语  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-67

短波宽带OFDM通信系统研究与实现

内容摘要

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