基于软件无线电的高增益编码和调制技术研究

论文摘要

软件无线电是二十世纪九十年代提出的一种实现无线通信的体系结构,被认为是继模拟通信、数字通信之后的第三代无线电通信技术。它的中心思想是构造一个开放式、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能如数字信息的编码、译码、调制、解调等用软件来完成。本文从软件方面来对高增益编码与调制技术进行研究,其中以后者作为重点研究。在高增益编码方面选择LDPC码作为研究对象,它是一种基于稀疏校验矩阵的线性分组码,能在较低的信噪比下保证很好的性能。在调制技术方面选择OFDM作为研究对象,它是一种多载波调制技术,具有很高的频带利用率,但其对系统的同步误差非常敏感,所以在实际应用中要进行严格的同步。本设计主要分两部分:LDPC码和OFDM系统。第一部分首先对LDPC编译码算法进行了详细研究,然后对LDPC码性能的优化作了分析,最后在不同码长条件下对LDPC码性能的影响进行了仿真。第二部分首先介绍了OFDM系统的基本原理和特点,然后从理论上分析了同步误差对系统性能的影响,接着对几种基于训练符号的同步算法进行了比较,最后决定采用前后各半相同符号的同步算法对OFDM同步系统进行仿真,结果验证了该算法在高斯白噪声信道下具有较好的同步性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及其意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 MATLAB 语言
• 1.4 本文结构
• 第2章 LDPC 码的基础知识
• 2.1 线性分组码
• 2.2 LDPC 码的基本原理
• 2.2.1 LDPC 码的提出
• 2.2.2 LDPC 码的定义与二分图
• 2.3 LDPC 码编码算法
• 2.3.1 RA 编码算法
• 2.3.2 RU 编码算法
• 2.4 LDPC 码译码算法
• 2.4.1 位翻转译码算法
• 2.4.2 BP 译码算法
• 第3章 LDPC 码性能的优化与仿真实现
• 3.1 LDPC 码的短环
• 3.1.1 LDPC 码的最小距离和围长
• 3.1.2 LDPC 码的4-环检测与消除
• 3.2 LDPC 码的仿真实现与分析
• 3.2.1 仿真框图
• 3.2.2 仿真结果
• 第4章 OFDM 系统基本介绍及其同步问题分析
• 4.1 OFDM 基本原理
• 4.1.1 OFDM 系统框图
• 4.1.2 快速傅里叶变换在OFDM 系统中的应用
• 4.1.3 子载波间隔及循环前缀
• 4.2 OFDM 的优缺点
• 4.3 OFDM 的关键技术
• 4.4 OFDM 系统中的同步问题分析
• 4.4.1 同步的意义与要求
• 4.4.2 OFDM 同步原理
• 4.4.3 符号定时偏差对OFDM 系统的影响
• 4.4.4 载波频率偏差对OFDM 系统的影响
• 第5章 OFDM 同步算法研究及其仿真实现
• 5.1 OFDM 同步算法概述
• 5.2 本文所采用的同步算法及采用的原因
• 5.3 几种基于训练符号的同步方法
• 5.3.1 利用重复符号的时域相关同步法
• 5.3.2 基于重复符号的时域相关同步法的改进算法
• 5.3.3 利用前后各半相同符号的同步方法
• 5.3.4 三种同步算法的性能比较
• 5.4 利用前后各半相同符号的同步方法的仿真实现与分析
• 5.4.1 OFDM 系统同步仿真框图
• 5.4.2 训练序列的产生过程
• 5.4.3 同步流程图
• 5.4.4 符号定时同步
• 5.4.5 分数频偏估计
• 5.4.6 整数频偏估计
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和获得的科研成果
• 致谢
• 详细摘要