面向ieee802.11ac射頻一致性測試的載波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 N O NC A R R I E R F R E Q U E N C Y O F F S E TE S T I M A T I O N O F I E E E 8 0 2 ．1 1 A C R FC 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 d t oS o u t h e a s t

2、 U n i v e r s i t yF o r t h e D e g r e eo f M a s t e ro f E n g i n e e r i n gB YZ h a n g T i a n - j i n gS 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 fI n f o r m a t i o n S c i e n c ea n

3、d E n g i n e e r i n gS o u t h e a s t U n i v e r s i t yM a r c h 2 0 1 6摘要摘要I E E E8 0 2 ．1 1 a c 系統(tǒng)對載波頻偏非常敏感，頻偏的存在會造成子載波間的相互干擾，使系統(tǒng)的射頻一致性測試性能嚴(yán)重下降。本文重點研究I E E E8 0 2 ．1 】a C 射頻測試系統(tǒng)中的載波頻偏估計算法，主要工作如下：首先，詳細(xì)介紹了I E E E8 0

4、 2 ．1 l a c 標(biāo)準(zhǔn)的物理層關(guān)鍵技術(shù)，包括O F D M 、M I M O 和M I M O ．O F D M 技術(shù)原理與特性。進(jìn)行了I E E E8 0 2 ．1 l a c 標(biāo)準(zhǔn)的物理層規(guī)范研究，主要包括P L C P 前導(dǎo)碼和報頭的幀格式，并在此基礎(chǔ)上給出了I E E E8 0 2 ．1 1 a c 物理層發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的仿真模型和工作流程。其次，分析了載波頻率偏差對O F D M 接收系統(tǒng)的影響，論證了載波頻偏估計技術(shù)的

5、重要性。研究了多個經(jīng)典的載波頻偏估計算法，包括數(shù)據(jù)輔助型的算法和非數(shù)據(jù)輔助型的算法，并將基于S 1 S O 系統(tǒng)的算法推廣至M I M O ，分析了算法的原理和可行性。重點給出了基于訓(xùn)練序列的時域和頻域相關(guān)頻偏估計算法、基于循環(huán)前綴的最大似然算法、基于虛載波的盲估計算法的仿真實現(xiàn)和性能比較。介紹了I E E E 8 0 2 ．1 l a c 系統(tǒng)射頻一致性測試的意義，對包括頻譜、功率、I Q 不平衡在內(nèi)的主要測試指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)地分析，對

6、接收機(jī)基帶信號處理的同步、信道估計與均衡、數(shù)據(jù)解析和E V M 計算等模塊進(jìn)行了介紹，特別是針對同屬I E E E8 0 2 ．1 l a c 同步處理的定時同步技術(shù)給出了算法的分析和實現(xiàn)。搭建了I E E E8 0 2 ．1 I a c 接收機(jī)仿真平臺，針對I E E E 8 0 2 ．1 1 a c 系統(tǒng)的特性，在已有算法的基礎(chǔ)上，給出了- - 矛o e 適合于M I M O 系統(tǒng)的符號同步算法和改進(jìn)的頻偏估計算法。本文提出的載波頻

7、偏估計算法是基于I E E E8 0 2 ．1 l a c 的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)，原理是將基于訓(xùn)練序列時域相關(guān)得到的頻偏估計值進(jìn)行線性聯(lián)合運算。接下來將本文提出的算法進(jìn)行仿真實現(xiàn)，仿真結(jié)果表明：本文提出的粗頻偏估計算法性能穩(wěn)定，相比經(jīng)典的訓(xùn)練序列時域相關(guān)算法均方誤差性能提升了至少3 d B ；本文提出的精頻偏估計算法充分利用了循環(huán)前綴信息，頻偏估計精度得到提高。射頻測試對比結(jié)果表明本文提出的定時同步和載波頻偏估計方案可較好的工作在射頻測試系統(tǒng)接