應(yīng)急通信無(wú)線局域網(wǎng)OFDM關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、應(yīng)急通信在保障戰(zhàn)備、搶險(xiǎn)救災(zāi)和通信網(wǎng)故障時(shí)，能臨時(shí)、機(jī)動(dòng)地提供應(yīng)急服務(wù)的通信方式。在現(xiàn)代應(yīng)急通信系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)的掌握現(xiàn)場(chǎng)的狀況，對(duì)圖像、視頻信號(hào)的傳輸提出了更高的要求，用無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)技術(shù)通過(guò)移動(dòng)車載臺(tái)接入Internet網(wǎng)絡(luò)的方法在應(yīng)急通信中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，針對(duì)應(yīng)急通信系統(tǒng)復(fù)雜的信道條件，彈性的帶寬要求，能提供高傳輸速率、抗多徑干擾能力強(qiáng)的正交頻分復(fù)用(Orthog

2、onal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM)技術(shù)成為了應(yīng)急無(wú)線局域網(wǎng)采選用的主流技術(shù)。
　　 由于存在有多個(gè)正交子載波，OFDM技術(shù)在實(shí)用化過(guò)程中，涉及到許多技術(shù)問(wèn)題，本學(xué)位論文基于應(yīng)急無(wú)線局域網(wǎng)，圍繞OFDM系統(tǒng)，重點(diǎn)研究OFDM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的同步、信道估計(jì)和降低峰均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)等關(guān)鍵技術(shù)，包括改進(jìn)延時(shí)自相關(guān)算法、基于噪聲子空間和信

3、號(hào)子空間的信道估計(jì)技術(shù)矩陣實(shí)現(xiàn)方法，以及基于改進(jìn)ACE-POCS(Active ConstellationExtension-Proiection Onto Convex Sets，ACE-POCS)算法的PAPR改善技術(shù)。
　　 作為前提和基礎(chǔ)，本文首先給出了應(yīng)急無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型；分析了OFDM系統(tǒng)模型，詳細(xì)闡述了OFDM系統(tǒng)的特點(diǎn)，并基于無(wú)線局域網(wǎng)802．11a標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和仿真，研究相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
　　

4、 應(yīng)急無(wú)線局域網(wǎng)信道條件復(fù)雜，需要在保證估計(jì)精度的前提下，同步算法頻偏估計(jì)范圍盡可能大，本文通過(guò)分析已有的同步算法，提出采用半周期算法完成頻率粗同步，該算法通過(guò)減小相關(guān)窗口寬度，計(jì)算短訓(xùn)練符號(hào)內(nèi)部的相關(guān)性實(shí)現(xiàn)，不但減少了計(jì)算量，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的延時(shí)自相關(guān)算法，將頻偏估計(jì)范圍擴(kuò)大了一倍。以兩步同步法完成系統(tǒng)同步，即以頻率粗同步算法結(jié)合頻率細(xì)同步完成頻率同步，保證了頻偏估計(jì)精度，解決了頻偏范圍與估計(jì)精度之間的矛盾，仿真結(jié)果表明，該算法適合于

5、應(yīng)急無(wú)線網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的信道條件，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。
　　 應(yīng)急通信系統(tǒng)對(duì)頻道利用效率要求較高，需要快速有效的實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)，即需要在保證估計(jì)準(zhǔn)確率的條件下，降低算法復(fù)雜度。本文通過(guò)對(duì)信號(hào)子空間和噪聲子空間的分析，提出一種基于子空間理論的OFDM信道估計(jì)算法，并給出了一種新的低階秩選取準(zhǔn)則，仿真結(jié)果表明，該算法對(duì)各種工作環(huán)境具有適應(yīng)性，適合應(yīng)急無(wú)線局域網(wǎng)條件；基于該算法，將信道自相關(guān)矩陣的奇異值分解轉(zhuǎn)化為實(shí)對(duì)稱矩陣的奇異值分解，采用并

6、行Jacobi算法完成矩陣的對(duì)角化過(guò)程，以降低算法復(fù)雜度，并給出了CORDIC處理器件的硬件設(shè)計(jì)方案，該方案占用系統(tǒng)資源少，運(yùn)算速度快，具有實(shí)用化前景。
　　 應(yīng)急無(wú)線局域網(wǎng)需要采用不影響系統(tǒng)誤碼率的峰均比改善措施，本文在分析現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)峰均比改善措施的基礎(chǔ)上，以不影響系統(tǒng)誤碼率的ACE算法為研究對(duì)象，給出了數(shù)學(xué)模型，改進(jìn)了實(shí)用化的ACE-POCS算法，仿真結(jié)果表明，該算法通過(guò)對(duì)星座圖的重構(gòu)，能夠大大加快ACE-POCS算