时间正交频分复用调制解调技术研究与实现

摘要

本课题目的是实现强多径信道环境下的信息可靠传输。本文提出的时间正交频分复用(TOFDM)调制解调技术，具有抗多径能力强，优良的抗频偏能力及峰均比低等突出特点，为强多径目标问的无线通信提供了一种可行的解决方案。
　　 全文详细论述了TOFDM调制解调器从基本概念到实际电路设计所遇到的相关概念和问题。本文首先介绍了课题需求，及多载波调制、TOFDM调制的基本概念。然后介绍了常用的相位调制技术，并详细阐述了本方案使用的π/4-DQPSK调制解调技术。其次重点介绍了TOFDM的关键技术，其中分析了符号间干扰产生的原因及其抵抗方法；介绍了峰均比的相关概念，并说明峰均比在通信系统中的作用，利用Matlab对TOFDM信号峰均比进行了仿真计算：分析提出了TOFDM信号频率复用数及信号带宽的设计、计算方法；提出并分析针对变参信道特性，实现比特同步的方法。在上述分析的基础上，结合本课题的需求，完成了TOFDM调制解调器电路设计和软硬件实现，详尽分析了选用器件的原则与器件的基本特性。并且在室内环境下，测试了其在恒参条件下的抗白噪声能力及在模拟多径条件下抗多径能力和白噪声能力。最后对本文进行了总结和展望。
　　 综上所述，本文完成了TOFDM调制解调器的理论研究，并实现了软硬件设计，对所研制的调制解调器进行了详细的性能测试，测试结果表明该调制解调器具有较强的对抗多径能力，可以满足系统要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 需求分析

1.3 多载波调制技术简介

1.4 TOFDM技术简介

1.4.1 TOFDM技术基本原理

1.4.2 TOFDM技术主要特点

1.4.3 本TOFDM调制解调器主要技术指标

1.5 本文的主要工作

1.6 论文的主要内容

第二章 数字调制解调方式

2.1 数字信号的频带传输系统

2.2 常用数字调制解调方式

2.2.12PSK和2DPSK

2.2.2 QDPSK、π/4-DQPSK

第三章 TOFDM调制解调器关键技术研究

3.1 符号间干扰(ISI)的产生与消除

3.1.1 ISI产生的原因

3.1.2 有ISI和AWGN的离散时间信道模型的建立与分析

3.1.3 符号间干扰的消除

3.2 TOFDM信号峰值均值功率比研究

3.2.1 功率峰均比简介

3.2.2 TOFDM信号峰均比计算

3.3 TOFDM调制解调器频率复用数研究

3.3.1 升余弦基带信号时域特性

3.3.2 工程实例

3.3.3 频率复用数分析设计

3.4 TOFDM调制解调器信号带宽设计

3.4.1 升余弦基带信号频谱特征

3.4.2 TOFDM载波间隔设计

3.5 比特同步技术

3.5.1 比特同步技术简介

3.5.2 滤波法实现比特同步

第四章 TOFDM调制器的设计与实现

4.1 调制器技术功能与指标要求

4.2 调制器模拟部分设计

4.2.1 数模变换器

4.2.2 I/Q调制器

4.2.3 其余部分

4.3 调制器数字部分设计与实现

4.3.1 FPGA技术及设计方法

4.3.2 TOFDM数字调制的实现

第五章 TOFDM解调器的设计与实现

5.1 解调器模拟部分设计

5.2 解调器数字部分设计与实现

5.2.1 数字下变频

5.2.2 比特同步

5.2.3 失真自适应相干解调

5.2.4 其它电路

第六章 性能测试

6.1 白噪声条件下性能测试

6.1.1 测试方法

6.1.2 测试结果

6.2 多径条件下误码性能测试

6.2.1 测试方法

6.2.2 测试结果

6.3 测试结论

第七章 结束语

致谢

参考文献

研究成果