Gbps高速無線通信系統(tǒng)頻偏跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、隨著以WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA為代表的3G移動(dòng)通信全面進(jìn)入商用部署的完成，多媒體服務(wù)與應(yīng)用將會(huì)得到廣泛推廣，而3G在速率、服務(wù)質(zhì)量、無縫傳輸?shù)确矫娴木窒扌砸矊⑷找骘@露出來，勢必需要帶寬更寬、速率更高、容量更大的4G無線通信系統(tǒng)，以在移動(dòng)環(huán)境中支持高清晰度視頻和圖像以及其它寬帶多媒體業(yè)務(wù)與應(yīng)用。因此各國對4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究正如火如荼：在中國，第四代移動(dòng)通信FuTURE計(jì)劃已完成驗(yàn)收；東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2、在自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和前期863重大項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，利用多尺度信號(hào)擴(kuò)展無線傳輸理論，設(shè)計(jì)了工作在3.5GHZ頻段，傳輸帶寬不大于100MHz，傳輸距離不小于50米，傳輸速率大于1Gbps的高速無線通信系統(tǒng)。本論文研究工作依托于國家863計(jì)劃Gbps無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)與試驗(yàn)系統(tǒng)研究開發(fā)項(xiàng)目，主要研究該通信系統(tǒng)中的頻偏跟蹤算法及其硬件實(shí)現(xiàn)，以減少頻偏導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)對Gbps系統(tǒng)性能的影響，從而提高Gbps系統(tǒng)的可靠性。 本文首先介紹了

3、Gbps無線通信系統(tǒng)的物理參數(shù)，并結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)介紹了無線信道及其仿真方法。隨后深入分析OFDM系統(tǒng)中同步偏差，采樣時(shí)鐘偏差以及載波頻率偏差對接收信號(hào)的影響，并推導(dǎo)出適用于任意頻偏大小的ICI能量計(jì)算公式；在分析的過程中本文就連續(xù)和離散模型分別進(jìn)行分析并加以比較，這與其它文獻(xiàn)不同：事實(shí)上，基于該兩種模型下的分析結(jié)果是有一定差別的，例如在離散模型下時(shí)，采樣時(shí)鐘偏差將會(huì)導(dǎo)致ICI和相位旋轉(zhuǎn)，而在連續(xù)模型下則儀會(huì)導(dǎo)致相位旋轉(zhuǎn)。根據(jù)分析結(jié)果，載波

4、頻率偏差不僅導(dǎo)致的ICI對系統(tǒng)有嚴(yán)重的影響，而且其導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)因跟OFDM符號(hào)標(biāo)號(hào)成正比，隨著時(shí)間的積累，即使很小的頻偏也將對系統(tǒng)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此不僅需要用同步符號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)，還需要在數(shù)據(jù)OFDM符號(hào)中插入導(dǎo)頻(Pilot)子載波對頻偏進(jìn)行跟蹤并加以校正，這是本文研究的重點(diǎn)之一。 最后本文介紹了相干和差分兩種頻偏跟蹤算法：通過分析和仿真其性能，最終選擇相干跟蹤作為Gbps系統(tǒng)的頻偏跟蹤算法；并結(jié)合Gbps系統(tǒng)的高速性，