寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中的同步技術(shù)研究.pdf

1、新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（B3G/4G）致力于高速、有效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)這一目的存在兩個(gè)主要挑戰(zhàn)：多徑衰落和帶寬效率。正交頻分復(fù)用（OFDM）能夠很好的解決這個(gè)問(wèn)題。OFDM由于具有抗頻率選擇性衰落、頻譜效率高和抗窄帶干擾等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代無(wú)線通信中越來(lái)越受到重視，將成為新一代移動(dòng)通信的核心技術(shù)之一。多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)能增大系統(tǒng)容量，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量，是無(wú)線通信中一種關(guān)鍵技術(shù)。將OFDM和MIMO結(jié)合形成的MIMO-OFD

2、M技術(shù)能夠提供更大的數(shù)據(jù)速率、更好的傳輸質(zhì)量、更高的帶寬效率。對(duì)基于OFDM和MIMO-OFDM技術(shù)的寬帶無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，準(zhǔn)確、高效的同步算法是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵和難點(diǎn)。本論文主要研究了OFDM和MIMO-OFDM系統(tǒng)的同步問(wèn)題特別是采樣時(shí)鐘同步，同時(shí)研究了MIMO-OFDM中頻接收機(jī)IQ不平衡問(wèn)題，并在以下五個(gè)方面做了一定的創(chuàng)新性工作： （1）提出了一種新的OFDM系統(tǒng)定時(shí)同步方法。該方法是對(duì)Schmidl和Minn的定時(shí)估

3、計(jì)器的改進(jìn)，通過(guò)對(duì)前導(dǎo)中作相關(guān)的兩對(duì)PN序列引入兩次幅度突變，利用PN序列良好的相關(guān)性估計(jì)定時(shí)偏差。在多徑衰落信道下得出了比Schmidl和Minn兩種方法更小的估計(jì)方差，且在高信噪比情況下，所提方法的估計(jì)均值趨近于零。 （2）提出了一種新的OFDM系統(tǒng)載波頻率同步方法。針對(duì)PN序列的載波頻率同步方法，對(duì)經(jīng)典的Schmidl&Cox方法的同步前導(dǎo)進(jìn)行改進(jìn)，在復(fù)雜度相同的情況下，提高了頻偏估計(jì)的精度和范圍，并用兩種數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)了比

4、Schmidl&Cox方法更為精確的估計(jì)下界，理論推導(dǎo)與試驗(yàn)仿真非常吻合。 （3）提出了一種新的OFDM系統(tǒng)采樣偏差估計(jì)方法。該方法基于最大似然準(zhǔn)則，同時(shí)根據(jù)OFDM系統(tǒng)采樣偏差估計(jì)的信號(hào)模型，簡(jiǎn)化了最大似然估計(jì)度量，在加性高斯白噪聲（AWGN）信道和多徑衰落信道下得出了很好的仿真結(jié)果。 （4）提出了一種新的MIMO-OFDM系統(tǒng)采樣時(shí)鐘同步的空間分集方法。現(xiàn)有的采樣偏差估計(jì)方法大都基于AWGN信道和頻率平坦信道，且都假

5、定信道是靜止的或準(zhǔn)靜止的，而本文所提方法充分考慮無(wú)線信道的特征和影響，即使在快時(shí)變頻率選擇性衰落信道和深衰落信道下都能夠高精確地估計(jì)采樣偏差；同時(shí)提出了一種低復(fù)雜的采樣時(shí)鐘恢復(fù)方案，通過(guò)調(diào)整快速傅里葉變換（FFT）窗口結(jié)合相位均衡，能夠很好地恢復(fù)采樣時(shí)鐘。仿真結(jié)果表明，所提方法能達(dá)到理想同步性能。 （5）提出了一種新的MIMO-OFDM接收機(jī)IQ不平衡補(bǔ)償方法。該方法基于IEEE802．11a/g無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，在時(shí)域通過(guò)一個(gè)長(zhǎng)