宽带无线移动通信系统中的同步理论和技术研究

论文摘要

基于正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术的B3G／4G宽带无线移动通信系统能够利用有限的频谱资源提供可靠的宽带数据业务，成为当前无线通信技术的研究热点。对基于OFDM和MIMO-OFDM技术的宽带无线移动通信系统而言，准确、高效的同步算法是系统实现的关键和难点。本论文的工作主要是针对基于OFDM和MIMO-OFDM技术的宽带无线移动通信系统中的定时同步和载波同步理论和技术的研究。 论文首先论述了无线移动信道的传播特性及无线移动信道的数学模型，分别分析了在定时偏差、载波频偏、样值定时偏差条件下SISO-OFDM无线传输系统的数学模型，以及它们对基于OFDM技术的无线传输系统性能的影响。并分析比较了这几种定时同步算法和载波同步算法在无线移动信道中存在的问题，讨论了解决方案。 针对B3G TDD系统无线传输链路的要求提出了一种可行的基于一个OFDM前导符号的快速载波同步算法，在载波相对频偏为ε≤±0.5的条件下，用高速无线多径Rayleigh信道COST207模型进行了仿真，达到了理想的载波同步性能。同时还比较了两种不同载波同步算法的结果，提出了Moose算法不适合无线高速移动环境下的载波同步问题，并分析

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 无线移动通信的发展现状
• 1.2 83G/4G无线移动通信系统的关键技术
• 1.3 OFDM基本原理
• 1.3.1 正交频分复用（OFDM）的发展历史
• 1.3.2 正交频分复用（OFDM）的基本思想
• 1.3.3 系统模型
• 1.3.4 循环前缀
• 1.3.5 频域模型
• 1.4 MIMO基本原理
• 1.4.1 MIMO系统的信道容量
• 1.4.2 空间分集
• 1.4.3 空间复用
• 1.5 MIMO-OFDM无线移动通信系统
• 1.6 本论文的研究内容
• 参考文献
• 第二章 无线信道模型
• 2.1 无线移动信道的特点
• 2.2 无线移动信道的衰落和干扰
• 2.3 无线移动信道的数学模型
• 2.3.1 无线多径信道数学模型
• 2.3.2 具有多普勒频移的无线多径信道数学模型
• 2.3.3 无线移动信道的参数
• 2.3.4 无线衰落信道的分类
• 2.3.5 MIMO无线信道数学模型
• 参考文献
• 第三章 SISO-OFDM传输系统同步误差的影响
• 3.1 OFDM传输系统理想同步的系统模型
• 3.2 OFDM传输系统定时同步误差的影响
• 3.3 OFDM传输系统载波同步误差的影响
• 3.4 OFDM传输系统样值同步误差的影响
• 3.5 实际OFDM传输系统同步误差的影响
• 参考文献
• 第四章 SISO-OFDM传输系统定时同步算法
• 4.1 SISO-OFDM传输系统定时同步算法的综述
• 4.1.1 基于数据辅助的SISO-OFDM系统定时同步算法
• 4.1.2 基于非数据辅助的SISO-OFDM系统定时同步算法
• 4.1.3 SISO-OFDM系统盲定时同步算法
• 4.2 基于滑动双窗口的定时同步算法
• 4.3 基于延时相关的定时同步算法
• 4.4 基于前导训练序列的自相关定时同步算法
• 4.5 基于循环前缀相关的定时同步算法
• 4.6 SISO-OFDM系统定时同步算法的分析比较
• 4.7 本章小结
• 参考文献
• 第五章 SISO-OFDM传输系统载波同步算法
• 5.1 SISO-OFDM传输系统载波同步算法综述
• 5.1.1 基于数据辅助的SISO-OFDM载波同步算法
• 5.1.2 基于非数据辅助的SISO-OFDM载波同步算法
• 5.1.3 盲或半盲载波SISO-OFDM载波同步算法
• 5.2 SISO-OFDM系统载波同步算法介绍
• 5.2.1 基于频域双OFDM导频符号相关的载波同步算法
• 5.2.2 基于时域双OFDM导频符号相关的载波同步算法
• 5.2.3 基于循环前缀相关的载波同步算法
• 5.2.4 基于频域导频符号相关的载波跟踪同步算法
• 5.3 载波频率偏移下的SISO-OFDM系统信号模型
• 5.4 低速移动环境下SISO-OFDM系统载波同步算法仿真
• 5.4.1 帧结构及前导频符号的设计
• 5.4.2 时域预频偏估计算法
• 5.4.3 时域粗频偏估计算法
• 5.4.4 时域细频偏估计算法
• 5.4.5 频域信道估计算法
• 5.4.6 频域载波相位跟踪算法
• 5.4.7 频域信道均衡算法
• 5.4.8 仿真条件和结果
• 5.4.9 结论
• 5.5 高速移动环境下SISO-OFDM系统载波同步算法仿真
• 5.5.1 帧结构及前导频符号的设计
• 5.5.2 时域粗频偏估计算法
• 5.5.3 时域细频偏估计算法
• 5.5.4 频域信道估计算法
• 5.5.5 频域载波相位跟踪算法
• 5.5.6 频域信道均衡算法
• 5.5.7 仿真条件和结果
• 5.5.8 结论
• 5.6 高速移动环境下两种SISO-OFDM系统载波同步算法的仿真比较
• 5.6.1 帧结构及前导频符号的设计
• 5.6.2 时域粗频偏估计算法
• 5.6.3 时域细频偏估计算法
• 5.6.4 频域信道估计算法
• 5.6.5 频域载波相位跟踪算法
• 5.6.6 频域信道均衡算法
• 5.6.7 仿真条件和结果
• 5.6.8 结论
• 5.7 本章小结
• 参考文献
• 第六章 MIMO-OFDM传输系统定时同步算法
• 6.1 MIMO-OFDM系统中定时同步算法研究的发展现状
• 6.2 MIMO-OFDM系统定时同步算法介绍
• 6.2.1 MIMO-OFDM系统的最优前导同步序列
• 6.2.2 Mody定时同步算法
• 6.2.3 Schenk & Zelst定时同步算法
• 6.3 MIMO-OFDM系统的定时同步分集算法
• 6.3.1 MIMO-OFDM系统数学模型
• 6.3.2 基于滑动双窗口定时同步分集算法
• 6.3.3 基于循环前缀相关定时同步分集算法
• 6.3.4 基于定时同步最大数分集同步算法
• 6.3.5 MIMO-OFDM系统的定时同步分集算法仿真
• 6.3.6 MIMO-OFDM系统的定时同步分集算法仿真结论
• 6.4 MIMO-OFDM定时同步最大数分集算法理论分析
• 6.4.1 SISO-OFDM系统定时同步数学模型分析
• 6.4.2 MISO-OFDM系统定时同步数学模型分析
• 6.4.3 SIMO-OFDM系统定时同步数学模型分析
• 6.4.4 MIMO-OFDM系统定时同步数学模型分析
• 6.4.5 MIMO-OFDM定时同步最大数分集算法理论分析结果
• 6.5 83G-TDD MIMO-OFDM系统链路定时同步最大数分集算法仿真
• 6.6 本章小结
• 参考文献
• 第七章 MIMO-OFDM传输系统载波同步算法
• 7.1 MIMO-OFDM系统中载波同步算法研究的发展现状
• 7.2 载波频偏下的MIMO-OFDM系统数学模型
• 7.3 MIMO-OFDM载波同步算法介绍
• 7.3.1 Mody载波同步算法
• 7.3.2 Schenk & Zelst载波同步算法
• 7.4 MIMO-OFDM系统载波同步的空间分集算法
• 7.4.1 MIMO-OFDM系统信号模型
• 7.4.2 MIMO-OFDM系统帧结构和前导符号的设计
• 7.4.3 MIMO-OFDM系统载波同步空间分集算法
• 7.4.4 MIMO-OFDM系统频域多天线信道估计算法
• 7.5 83G-TDD MIMO-OFDM系统链路载波同步空间分集算法的仿真
• 7.6 本章小结
• 参考文献
• 第八章 结束语
• 8.1 本论文的主要工作和成果总结
• 8.2 宽带无线移动通信系统同步算法的研究方向
• 参考文献
• 英语缩略词表
• 致谢
• 攻读博士学位期间的学术成果