面向ieee802.11ac射頻一致性測試的采樣頻偏估計算法研究與應用

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 的關鍵技術。主要包括O F D M 的基本原理和關鍵技術。詳細分析了I E E E8 0 2 ．1 l a c 的物理層協(xié)議，包括幀格式、長訓練序列、短訓練序列、導頻等，以及1 E E E 8 0 2 ．1 1 a c 的系統(tǒng)發(fā)射機模型。其次，研究仿真了已有的采樣頻偏估計技術。本文在建立了采樣頻偏估計的理論模型的基礎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、基于訓練序列的頻偏估計算法、基于導頻的頻偏估計算法，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。然后，介紹了射頻一致性測試技術。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)，包括硬件架構和軟件實現(xiàn)。分析了主要的射頻測試指標。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現(xiàn)。另外，本文將頻偏估計算法應用于I E E E8 0 2 ．1 l a c 中，并提出改進。準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 精同步改進算法。仿真結果表明本文算法能有效的抵抗偽多徑效應，定時同步誤差遠小于傳統(tǒng)算法。本文提出利用長訓練序列的最大似然聯(lián)合頻偏估計算法，并推導出載波

7、頻偏的閉式表達式，同時利用信賴域反饋算法求解采樣頻偏。仿真結果表明，本文算法優(yōu)于已有算法，且具有較低的時間復雜度。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，收斂速度快且運算