基于IEEE 802.11a的OFDM系统的同步技术研究

论文摘要

随着互联网的不断发展,作为一种宽带高速无线通信技术的正交频分复(OFDM)技术,已经掀起了当下的一股研究热潮。而无线局域网常常被认为有线网络和用户端计算机之间的“最后一公里”链路。自从第一个无线局域网协议IEEE802.11批准下来,无线宽带通信技术也开始迅猛的发展,而后来又出现的IEEE802.11b,IEEE802.11a等协议,更是促进了它的快速发展。由于OFDM技术其先天具有抗多径衰落及频谱使用率高等特性,预示着为第四代移动通信领域的关键技术。在本篇文章中,重点研究的内容是OFDM无线通信系统中的一个关键技术——同步技术,其中大体包括帧,定时同步,载波同步,最后对整个系统进行模拟仿真。本文主要讨论了基于IEEE 802.11a的突发模式下的OFDM系统的同步问题,指出IEEE802.11a下利用前导字结构快速准确的同步捕获,以及在捕获后利用导频信息进行同步跟踪是适合解决OFDM系统的同步问题的一种策略。获得了完整的系统同步方案:改进了基于训练序列的帧检测联合符号粗定时方法,该算法能够有效确定OFDM符号有用数据信息的起始时刻;鉴于OFDM系统对频偏特别敏感,通过两次频偏估计和补偿,使得在AWGN信道和多径衰落信道中频偏同步尽量接近于理想同步;研究了基于相邻子信道相关的精确符号定时算法,该算法可以应用于信道统计特性未知的情况;分析了同步跟踪的算法、性能和跟踪环路的结构,通过仿真确定了最优环路参数,比较跟踪和未跟踪误差信号的变化。在分块讨论帧同步、定时同步、载波同步后,在已获得一个IEEE802.11a的物理层仿真平台上,对整个同步系统进行模拟仿真并对仿真结果进行分析。本文对同步技术和算法的研究和分析,对下一步的OFDM的接收机的硬件实现具有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 OFDM技术的发展历史与特点
• 1.3 本文研究的主要内容和结构
• 2 无线信道特性和OFDM技术概述
• 2.1 无线信道的多径效应
• 2.2 OFDM技术的基本原理
• 2.3 IEEE802.11a物理层传输标准
• 2.4 本章小结
• 3 基于前导序列的同步捕获和估计
• 3.1 信号帧检测和粗定时
• 3.2 载波频偏估计
• 3.3 符号精确定时估计
• 3.4 本章小结
• 4 基于导频的相位跟踪
• 4.1 基于导频跟踪算法
• 4.2 跟踪的结构和参数选择
• 4.3 跟踪反馈环路性能仿真及分析
• 4.4 本章小结
• 5 基于IEEE802.11a的OFDM系统同步方案
• 5.1 OFDM接收机的同步方案
• 5.2 OFDM系统整体同步方案仿真
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献