無線城域網(wǎng)的OFDM系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)。OFDM技術(shù)具有很強(qiáng)的抗符號(hào)間干擾、抗多徑衰落能力，適合在無線信道中傳輸高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因而倍受關(guān)注。但是，OFDM對(duì)于同步誤差和信道估計(jì)誤差非常敏感，在IEEE802.16 OFDM系統(tǒng)中如何有效地實(shí)現(xiàn)同步和信道估計(jì)是有待解決的新問題。為此，本文重點(diǎn)研究了IEEE802.16 OFDM系統(tǒng)中的同步、信道估計(jì)和OFDM系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)等問題，主要內(nèi)容和創(chuàng)新性研究工作如下：

2、1、論文通過具體分析IEEE802.16協(xié)議，針對(duì)IEEE802.16系統(tǒng)特殊的幀結(jié)構(gòu)，討論分析了基于訓(xùn)練符號(hào)的幀同步算法一延遲相關(guān)算法，提出了一種新的基于特殊加權(quán)序列的幀同步算法，達(dá)到精確同步的目的，又具有較低計(jì)算復(fù)雜度且不易受頻偏影響。討論分析了符號(hào)定時(shí)同步算法；利用OFDM子載波之間的正交性所包含的冗余信息，提出了一種利用“虛載波”的高性能、低復(fù)雜度頻偏估計(jì)算法，通過仿真我們發(fā)現(xiàn)該算法具有超高分辨率子空間方法MUSIC的精度，而不

3、需要其計(jì)算極為復(fù)雜的子空間分解運(yùn)算，而且數(shù)據(jù)利用率高，捕獲范圍是整個(gè)[0,2π]，即使在低信噪比的信道條件下，也具有比較好的同步性能，滿足IEEE802.16系統(tǒng)的特點(diǎn)?？紤]到系統(tǒng)可能會(huì)工作在低信噪比高誤比特率環(huán)境下，需要有適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)恢復(fù)，而通過分析發(fā)現(xiàn)許多現(xiàn)有的算法或效果不佳或延時(shí)代價(jià)太大，本文提出一種利用Viterbi-like算法的聯(lián)合定時(shí)恢復(fù)算法，仿真表明這種定時(shí)恢復(fù)方法即使在檢測器的誤比特率高于10<'-2>時(shí)仍能很好的工作，

4、適用于802.16 WMAN中應(yīng)用。 2、論文研究了塊狀導(dǎo)頻的線性最小均方誤差(LMMSE)算法、IEEE802.160FDM信道估計(jì)仿真分析，通過仿真說明IEEE802.16系統(tǒng)更適合使用塊狀導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)。討論分析了MIMO-OFDM中一種基于空頻域的最優(yōu)導(dǎo)頻設(shè)置算法，給出了導(dǎo)頻圖案，通過仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法與理想的信道狀態(tài)信息曲線非常接近，信噪比差距約在2dB左右，并且在快衰落條件下具有較好的穩(wěn)定性，其性能要優(yōu)于基于前導(dǎo)訓(xùn)練的信

5、道估計(jì)方法。 3、根據(jù)IEEE802.160FDM系統(tǒng)特點(diǎn)，論文分別在Matlab中應(yīng)用Simulink工具構(gòu)建OFDM系統(tǒng)仿真平臺(tái)、在LabVIEW平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了OFDM調(diào)制解調(diào)仿真系統(tǒng)，模擬了整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)流程，進(jìn)行了OFDM仿真系統(tǒng)參數(shù)的選擇和調(diào)制模塊的仿真設(shè)計(jì)、論證各算法性能，并根據(jù)各種不同的條件：例如高斯噪聲、多徑衰落、有無保護(hù)間隔等，對(duì)系統(tǒng)的誤碼特性進(jìn)行了評(píng)估，為正確評(píng)價(jià)實(shí)際OFDM系統(tǒng)的性能提供了有效的理論依據(jù)。 4

6、、論文以軟件無線電思想作為指導(dǎo)，提出了以256點(diǎn)IFFT/FFT為核心和以512點(diǎn)IFFT/FFT為核心的兩種OFDM算法模式并存于同一個(gè)硬件平臺(tái)、且可預(yù)選的方案，它們?cè)趨?shù)選取和性能指標(biāo)上有所差異，均實(shí)現(xiàn)了相似的模塊和功能。 5、論文參考IEEE 802.16無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)設(shè)置，針對(duì)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和系統(tǒng)硬件的性能速率，提出了一種應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的信號(hào)結(jié)構(gòu)、幀格式等參數(shù)設(shè)計(jì)。 6、論文基于TI公司的6701ev

7、m數(shù)字評(píng)估板卡，結(jié)合模擬前端搭建數(shù)字中頻平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基帶處理的DSP軟件模塊并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，基本實(shí)現(xiàn)了一套完整的OFDM調(diào)制解調(diào)方案。經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試與性能分析，驗(yàn)證了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可行的。 7、論文設(shè)計(jì)了一種16QAM星座圖映射和QPSK星座圖映射可預(yù)選的數(shù)字調(diào)制軟件模塊，根據(jù)所選的調(diào)制方案，可建立不同特性的OFDM連接；設(shè)計(jì)完成的IFFT/FFT調(diào)制軟件模塊，可在建立連接之前選擇Radix-2或Radix-4的調(diào)制方式；設(shè)計(jì)并添