基于ieee802.15.3c的ofdm超寬帶無線通信系統(tǒng)同步算法研究

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丟洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：椐兩 簽字日期：五陣> 月i 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解云洼至些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)

2、位論文的規(guī)定。特授權(quán)丞洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：彳分巷兩 導(dǎo)師簽名： 緲擴(kuò)簽字日期：2 c 幽年弓月‘日 簽字日期：為H 年多月鄉(xiāng)日摘 要在信息化高速發(fā)展的時代，人們對于通信的依賴日漸凸顯，其中無線通信顯得尤其重要。隨著社會的不斷進(jìn)

3、步，人們需要更多的信息量，多種多樣的通信業(yè)務(wù)應(yīng)運(yùn)而生，但可使用的頻譜資源卻越來越少，極大地限制了通信業(yè)務(wù)的發(fā)展。超寬帶( U W B ) 技術(shù)提供了一種有效的解決方案，它不僅支持大吞吐量數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，而且可以在相同的頻帶內(nèi)與其他傳統(tǒng)業(yè)務(wù)并存。目前I E E E 8 0 2 ．1 5 ．3 c 和E C M A ．3 8 7 標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定正交頻分復(fù)用( O F D M ) 作為6 0 G H z 超寬帶技術(shù)的物理層方案之一。正交頻分復(fù)用技術(shù)

4、具有頻譜利用率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、抗衰落能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，在通信領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。同步是無線通信系統(tǒng)尤其是O F D M 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。時頻同步偏差會帶來子載波間干擾( I C I ) 和符號間干擾( I S I ) ，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。本文首先對同步偏差發(fā)生的原因及影響進(jìn)行理論分析，對常用同步算法進(jìn)行研究，進(jìn)而設(shè)計了基于I E E E 8 0 2 ．1 5 ．3 c 標(biāo)準(zhǔn)的O F D M 超寬帶系統(tǒng)完整的時頻同

5、步方案，具體包括：幀檢測、符號定時同步、載波同步和采樣同步。在符號定時同步的研究中，基于前導(dǎo)格雷互補(bǔ)序列，提出了一種可抗多徑干擾的定時同步方案，即歸一化自相關(guān)法。通過確定下降沿位置進(jìn)行幀檢測和粗定時。利用格雷互補(bǔ)序列的自相關(guān)特性，對多個峰值求平均進(jìn)行細(xì)定時。在載波頻率同步的研究中，分為捕獲和跟蹤兩個階段，捕獲階段的初始頻偏估計與粗定時同步同時完成，對前導(dǎo)序列求相關(guān)值的相位，從而估計出頻偏值：跟蹤階段則計算相鄰符號內(nèi)相同位置導(dǎo)頻子載波的相

6、位差，然后將估計出的頻偏反饋到時域與捕獲階段的頻偏一起進(jìn)行補(bǔ)償。在采樣同步的研究中，采用頻域相位均衡與時域預(yù)修正方法，在頻域計算發(fā)送端和接收端相應(yīng)位置導(dǎo)頻的相位差，并根據(jù)子載波序號補(bǔ)償所有所有子載波的偏差，對有可能產(chǎn)生的整數(shù)倍樣值偏差在時域中進(jìn)行預(yù)先修正。加入標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最大頻偏，即載波頻率相對頻偏4 0 p p m ，采樣鐘相對頻偏4 0 p p m ，對系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行仿真。仿真表明，隨著信噪比的增加，系統(tǒng)誤碼率逐漸降低。當(dāng)信噪比