MC-CDMA系统中的符号同步技术研究及性能仿真

论文摘要

以码分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技术为基础的多载波CDMA （Multiple Carrier CDMA, MC-CDMA）是当前无线通信研究的热点之一,MC-CDMA技术继承了这两种技术的很多优点,但是与此同时,该技术也保留了它们的若干缺点。该技术对信道的时延扩展不敏感,又可达到频率分集的效果,有望解决在无线信道中传输提高传输速率的问题,且具有高的频谱利用率。然而MC-CDMA系统本身的特点决定该系统对多普勒频率扩展及发射机和接收机本地振荡器间的不匹配导致的符号误差十分敏感。本文的研究重点正是如何才能准确估计符号的起始位置。本文首先回顾了移动通信发展的历史,介绍了多载波系统的概念,无线信道的特性。然后从多载波系统入手介绍了OFDM及CDMA技术。在此基础之上,介绍了这两种技术的三种结合方式,其中,重点分析了MC-CDMA技术,并对这三种结合方式进行了比对。接下来对MC-CDMA同步技术进行了介绍。MC-CDMA系统的同步技术主要包括符号同步和载波同步等,其中的伪随机序列的捕获跟踪同步是进行其它同步的前提,也是有效接收信息数据处理的基础。本论文深入的分析了基于循环保护间隔的最大似然（Maximum Likelihood, ML）估计和基于PN （Pseudo Noise,伪噪声）相关性的符号同步算法。然后,在PN相关性符号同步算法的基础上,针对过去其主要任务为只能完成初始捕获的情况。提出了用PN序列作为MC-CDMA数据帧循环前缀填充的算法完成精细跟踪。在这里我们改变了数据的符号结构,当使用原算法实现初始捕获后,使用不同PN序列作为MC-CDMA数据帧循环前缀来实现精确跟踪。该算法虽然牺牲了一定的频带利用率,但是在符号的跟踪方面算法复杂度极低、准确性很高而且跟踪时间短。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信的发展概况
• 1.2 MC-CDMA简介
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 多载波调制技术概述
• 2.1 多载波调制的概念
• 2.2 CDMA的技术基础
• 2.2.1 扩频通信理论
• 2.2.2 CDMA原理
• 2.3 OFDM系统的基本原理
• 2.3.1 OFDM系统的基本模型
• 2.3.2 OFDM系统中的正交性关系
• 2.3.3 保护间隔（GI）与循环前缀（CP）
• 2.3.4 OFDM系统的优点与缺点
• 2.4 多载波码分多址系统的介绍
• 2.4.1 MC-CDMA
• 2.4.2 MC-DS-CDMA
• 2.4.3 MT-CDMA
• 2.5 本章小结
• 第3章 无线信道特性及对信号传输的影响
• 3.1 无线信道概述
• 3.2 无线信道对信号传输的影响
• 3.2.1 时变特性
• 3.2.2 多径传播
• 3.3 多径衰落信道的类型
• 3.4 抗衰落措施
• 3.5 本章小结
• 第4章 MC-CDMA系统符号同步原理及关键技术分析
• 4.1 引言
• 4.2 MC-CDMA系统
• 4.2.1 MC-CDMA的发射系统
• 4.2.2 MC-CDMA的接收系统
• 4.2.3 Simulink简介及建模
• 4.2.4 仿真结果及分析
• 4.3 MC-CDMA系统符号同步算法原理
• 4.4 对ML算法实现符号同步的分析
• 4.4.1 基本原理
• 4.4.2 算法仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 一种改进的基于PN码实现符号同步算法的研究
• 5.1 基于PN序列相关性算法的分析
• 5.1.1 基本原理
• 5.1.2 算法仿真
• 5.2 改进算法的基本思想
• 5.3 改进算法的符号定时同步
• 5.4 算法仿真及性能分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢