基于IEEE802.16d的OFDM系统中同步与信道估计技术的研究与实现

论文摘要

IEEE802.16d标准规定了固定宽带无线接入系统的空中接口规范,该标准使用的OFDM技术是一种频带利用率高、抗多径能力强的多载波传输技术。本文主要研究与实现了基于IEEE802.16d的OFDM系统中同步与信道估计技术。在OFDM系统的同步技术中,本文概括了经典的符号定时同步与载波频率同步算法,并对经典算法做了改进,使同步算法更加适用于基于IEEE802.16d的OFDM系统。仿真验证结果表明,利用短符号进行自相关和互相关的符号定时同步算法消除了相关平台带来的定位模糊问题,提高了符号定时的精度;利用短符号进行小数倍和整数倍频偏估计,均方误差更小,估计范围更大。本文提出了基于IEEE802.16d的同步算法的FPGA实现方案,给出了各个模块的实现框图。在符号定时同步算法的实现过程中,本文研究了调试过程中遇到的AGC调整问题,通过预检测,使得同步算法能够适应AGC调整。在OFDM系统的信道估计技术中,本文重点讨论了基于导频的信道估计算法,包括导频的选择、导频位置及非导频位置信道信息的获取。针对非导频位置信道信息的获取,从幅度和相位内插的角度,本文提出了一阶线性A-θ内插方法,并且基于IEEE802.16d的OFDM系统,分析了一阶线性I-Q与A-θ内插方法的原理,并在不同信道环境下进行了仿真,一阶线性A-θ内插方法在某些信道环境下表现出良好的性能。本文给出了基于IEEE802.16d的信道估计算法的FPGA实现过程,分别实现了一阶线性I-Q和A-θ内插方法,并且进行了复杂度分析与比较,一阶线性A-θ内插方法提高性能的同时也提高了复杂度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 IEEE802.16 标准简介
• 1.2 OFDM 技术的特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的研究意义与主要工作
• 第二章 基于IEEE802.16d 的OFDM 系统仿真链路
• 2.1 发送端说明
• 2.2 信道说明
• 2.3 接收端说明
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDM 系统中同步技术的算法研究
• 3.1 经典的符号定时同步和载波频率同步算法
• 3.1.1 经典的符号定时同步算法
• 3.1.2 经典的载波频率同步算法
• 3.2 基于IEEE802.16d 的符号定时同步算法
• 3.2.1 利用短符号进行自相关
• 3.2.2 利用本地短符号进行互相关
• 3.2.3 仿真分析
• 3.3 基于IEEE802.16d 的载波频率同步算法
• 3.3.1 小数倍频偏估计
• 3.3.2 整数倍频偏估计
• 3.3.3 仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于IEEE802.16d 的同步算法的FPGA 实现
• 4.1 符号定时同步算法的FPGA 实现
• 4.1.1 自相关的计算
• 4.1.2 归一化和平滑处理
• 4.1.3 信号检测与峰值定位
• 4.1.4 AGC 调整问题
• 4.2 载波频率同步算法的FPGA 实现
• 4.2.1 数字下变频
• 4.2.2 频偏估计模块
• 4.3 本章小结
• 第五章 OFDM 系统中信道估计技术的算法研究
• 5.1 基于导频的信道估计算法
• 5.1.1 导频的选择
• 5.1.2 导频位置信道信息的获取
• 5.1.3 非导频位置信道信息的获取
• 5.2 基于IEEE802.16d 的信道估计算法
• 5.2.1 线性内插原理分析
• 5.2.2 仿真分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 基于IEEE802.16d 的信道估计算法的FPGA 实现
• 6.1 偶数子载波信道估计的FPGA 实现
• 6.2 奇数子载波信道估计的FPGA 实现
• 6.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果