面向ieee802.11ac射頻一致性測試的采樣頻偏估計算法研究與應(yīng)用

1、R E S E A R C H A N D A P P L I C A T I O NO F S A M P L I N G F R E Q U E N C Y E S T I M AT I O N O N I E E E 8 0 2 ．11A C P R O T O C O LR F C O N F O R M A N C E T E S TA T h e s i sS u b m i t t e dt oS o u t h e a

2、s t U n i v e r s i t yF o r t h e A c a d e m i c D e g r e e o f M a s t e ro f E n g i n e e r i n gB yS h e nH a n w e nS u p e r v i s e d b yP r o f ．P E IW e n j i a n gS c h o o lo f I n f o r m a t i o n S c i e

3、 n c e a n d E n g i n e e r i n gS o u t h e a s tU n i v e r s i t yM a r c h 2 0 1 6摘要摘要采樣頻偏是由于接收端和發(fā)送端的晶振頻率不匹配而產(chǎn)生的采樣頻率偏差，會對接收端信號造成幅度失真、相位旋轉(zhuǎn)和子載波間干擾等不利影響。本文圍繞面向I E E E8 0 2 ．1 1 a c 射頻一致性測試系統(tǒng)的采樣頻偏估計算法進(jìn)行研究。本文的主要工作如下：首先，介

4、紹了I E E E8 0 2 ．1 l a c 的關(guān)鍵技術(shù)。主要包括O F D M 的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)。詳細(xì)分析了I E E E8 0 2 ．1 l a c 的物理層協(xié)議，包括幀格式、長訓(xùn)練序列、短訓(xùn)練序列、導(dǎo)頻等，以及1 E E E 8 0 2 ．1 1 a c 的系統(tǒng)發(fā)射機(jī)模型。其次，研究仿真了已有的采樣頻偏估計技術(shù)。本文在建立了采樣頻偏估計的理論模型的基礎(chǔ)上分析了采樣頻偏和載波頻偏對系統(tǒng)造成的不利影響。研究仿真了多種采樣頻偏和載

5、波。—、_ _ —、一頻偏的聯(lián)合估計算法，主要包括基于循環(huán)前綴的頻偏估計算法、基于訓(xùn)練序列的頻偏估計算法、基于導(dǎo)頻的頻偏估計算法，綜合頻偏估計算法以及M I M O 頻偏估計算法。為后續(xù)的面向I E E E 8 0 2 ．11 a c 射頻一致性測試的采樣頻偏估計算法研究奠定了基礎(chǔ)。然后，介紹了射頻一致性測試技術(shù)。簡要說明了本文所采用的P X I 模塊化射頻一致性測試系統(tǒng)，包括硬件架構(gòu)和軟件實(shí)現(xiàn)。分析了主要的射頻測試指標(biāo)。同時介紹了整個

6、基帶處理系統(tǒng)的模塊框架及各模塊的算法實(shí)現(xiàn)。另外，本文將頻偏估計算法應(yīng)用于I E E E8 0 2 ．1 l a c 中，并提出改進(jìn)。準(zhǔn)確的精定時同步是良好的頻偏估計的前提。由于在M I M O 系統(tǒng)中傳統(tǒng)的精同步算法存在偽多徑效應(yīng)的問題，本文利用懲罰因子和局部積分策略提出了M I M O 精同步改進(jìn)算法。仿真結(jié)果表明本文算法能有效的抵抗偽多徑效應(yīng)，定時同步誤差遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)算法。本文提出利用長訓(xùn)練序列的最大似然聯(lián)合頻偏估計算法，并推導(dǎo)出載波

7、頻偏的閉式表達(dá)式，同時利用信賴域反饋算法求解采樣頻偏。仿真結(jié)果表明，本文算法優(yōu)于已有算法，且具有較低的時間復(fù)雜度。同時將最大似然聯(lián)合頻偏估計算法推廣到M I M O 中，頻偏估計誤差也遠(yuǎn)小于己有M I M O 聯(lián)合頻偏估計算法。將遞歸最小二乘R L S 算法應(yīng)用到I E E E 8 0 2 ．1 l a c 的頻偏追蹤中，取得了極小的頻偏估計誤差。最后仿真了聯(lián)合頻偏估計的整體實(shí)現(xiàn)方案，本文的聯(lián)合頻偏估計方案估計誤差較小，收斂速度快且運(yùn)算