IEEE802.11p物理层Matlab仿真实现及滤波器组技术研究

摘要

车联网的移动无线信道对通信系统的物理层技术提出特殊挑战，如较高的多普勒频移等。现有广泛使用的基于802.11p正交频分多址(OFDM)的通信系统并不足以应付上述挑战，本文着重研究了IEEE802.11p物理层OFDM技术的仿真实现，以及拟正交滤波器组在OFDM系统中替换相关模块以提高系统性能的技术方案，最终实现了基于MATLAB仿真语言的系统仿真平台，实现了两者系统性能的仿真比较。具体开展的工作如下:
　　研究了滤波器组的基本原理。首先研究了原型滤波器的设计要求;然后分析了滤波器组的完全重构条件，总结了滤波器组的设计方法，完成了本文的基础工作。
　　研究了基于802.11p(OFDM)发送接收机的关键技术，并对原理进行了分析。
　　研究了基于拟正交滤波器组的无线收发系统的实现方案，设计了合成、分解滤波器组分别对应于OFDM的IFFT、FFT模块。
　　实现了MATLAB仿真语言的基于802.11p(OFDM)和拟正交滤波器组通信系统的仿真平台，研究比较了两者系统的性能，并证实基于拟正交滤波器组的通信系统在实际信道环境下具有更为优异的性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 背景和意义

1．1．1 车联网技术的背景和意义

1．1．2 滤波器组多载波系统技术背景

1．2 国内外技术发展概况

1．2．1 车联网通信协议IEEE802．11p

1．2．2 正交频分复用OFDM技术

1．2．3 滤波器组理论

1．2．4 拟正交滤波器组与车联网

1．3 本文开展的主要工作

1．4 论文的组织结构

第二章 滤波器组的基本理论

2．1 滤波器组的基本结构及组成元素

2．1．1 下采样器

2．1．2 上采样器

2．1．3 滤波器组等效易位和分解

2．1．4 多相位的分解

2．2 M通道滤波器组的完全重构条件

2．3 分析／合成滤波器组的概念

2．4 树形滤波器组

2．5 原型滤波器设计

2．5．1 滤波器性能分析

2．5．2 线性相位条件

2．6 本章小结

第三章 仿真平台关键问题研究

3．1 OFDM技术分析

3．2 IEEE 802．11p物理层接收机部分研究

3．1．1 物理层PLCP子层帧格式

3．1．2 数据加扰

3．1．3 卷积编码

3．1．4 数据交织

3．1．5 调制映射

3．1．6 添加导频

3．1．7 合成滤波器组处理

3．1．8 加循环前缀

3．2 无线信道研究

3．2．1 移动多径信道

3．2．2 衰落信道模型

3．2．3 无线信道建模

3．3 接收机关键问题分析

3．3．1 接收机同步技术研究

3．3．2 信道估计方法研究

3．3．3 解交织

3．3．4 数字解调

3．3．5 Viterbi译码

3．5 拟正交滤波器组研究

3．5．1 分析滤波器组

3．5．2 合成滤波器组

3．5．3 分析和合成滤波器组传递函数之间约束关系

3．5．4 例子

3．4 本章小结

第四章 拟正交滤波器组系统的收发机实现

4．1 系统的需求分析

4．2 系统的静态分析

4．3 系统的动态分析

4．4 仿真平台的实现

4．4．1 平台介绍

4．4．2 数据生成

4．4．3 卷积编码

4．4．4 交织

4．4．5 调制

4．4．6 发射分集

4．4．7 插入导频

4．4．8 IFFT／合成滤波器组模块

4．4．9 插入CP

4．4．10 前导训练符号

4．4．11 功率放大

4．4．12 分组检测

4．4．13 频偏估计及纠正

4．4．14 符号定时

4．2．15 时域转换到频域

4．4．16 信道估计

4．4．17 相位跟踪

4．4．18 接收分集和空时解码

4．4．19 解调

4．4．20 解交织

4．4．21 Viterbi译码

4．4．22 模拟信道的选择

4．4．23 仿真结果

4．5 本章小结

第五章 总结和展望

致谢

参考文献