基于N-Tone∑△调制的MB-OFDM超宽带系统中频偏估计的研究

摘要

超宽带(UWB，Ultra Wide Band)主要有DS-CDMA(Direct Sequence-CodeDivision Multiple Access)和MB-OFDM(Multi-Band Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)两大技术标准。目前，MB-OFDM超宽带虽略胜于DS-CDMA，但是MB-OFDM超宽带仍有一些缺点，主要是MB-OFDM方案的频偏以及高速传输导致DAC实现复杂度过高等问题，因此本文针对MB-OFDM超宽带系统研究了N-Tone∑DAC以及基于N-Tone∑△调制技术的频偏估计。
　　 本文解决了N-Tone∑△DAC在MB-OFDM超宽带系统中的应用。通过插值使信号的频谱之间存在空隙以便填充调制器所带来的量化噪声，通过抽取进行原始信号的恢复。随后在N-Tone∑ADAC的基础上重点研究了频偏估计算法。由于系统采用基带跳频，使得连续两个符号的频偏不同，因此需要把S-C算法中连续两个符号的相关运算变为每隔D个符号的相关运算。同时本文采用载波频偏和采样频偏联合估计的方法，针对频偏估计提出多带取平均(MBA，Multi-Band Average)和最大均方根误差(MMSE，Maximum Root Mean SquareError)两种算法，并对估计出的频偏进行了补偿。本文在MATLAB仿真平台上构建了SIMULINK仿真模型，分别对本文研究的N-Tone∑ADAC、基于N-Tone∑△调制的MB-OFDM超宽带系统中频偏估计--MBA和MMSE两种算法进行建模仿真。仿真结果表明在信噪比较低的时，MMSE算法略优于MBA算法，随着信噪比的增大，两者性能的差距逐渐缩小，约4dB以后，MBA算法和MMSE算法在整个系统中误码率仿真曲线重合，由于MMSE算法中有大量的乘法运算，导致硬件实现复杂度高，因此本文最终采用MBA算法。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第一节 超宽带无线通信技术的研究背景

1.1.1 超宽带无线通信的历史与现状

1.1.2 超宽带信号的定义

1.1.3 超宽带信号的特性

第二节 ∑△调制技术的研究背景

1.2.1 ∑△调制的简史

1.2.2 ∑△调制器的现状

第三节 本文章节结构

第二章 基于MB-OFDM的UWB无线通信系统

第一节 超宽带技术的两大主要标准

2.1.1 超宽带标准化工作现状

2.1.2 DS-CDMA超宽带方案

2.1.3 MB-OFDM超宽带方案

2.1.4 两种方案主要参数对比

第二节 超宽带信号传播的信道模型

第三节 MB-OFDM超宽带系统的实现结构

2.3.1 编码交织及星座映射

2.3.2 数据子载波与导频子载波的分配

2.3.3 超宽带系统中前导符号

第四节 本章小结

第三章 ∑△调制技术原理及设计

第一节 ∑△调制技术原理

3.1.1 过采样技术

3.1.2 噪声整形技术

第二节 ∑△调制器的技术指标及性能分析

第三节 N-Tone∑△调制器的研究与设计

3.3.1 N-Tone∑△调制器的设计

3.3.2 N-Tone∑△调制器在MB-OFDM-超宽带系统中的应用

3.3.3 N-Tone∑△调制器中量化器的设计

第四节 本章小结

第四章 MB-OFDM超宽带系统频偏估计算法的研究

第一节 频率偏差对超宽带系统的影响

4.1.1 载波频偏对系统的影响

4.1.2 采样频偏对系统的影响

4.1.3 载波频率偏差和采样偏差对系统的联合影响

第二节 MB-OFDM超宽带系统中频偏估计算法

4.2.1 MB-OFDM超宽带系统中频率合成技术

4.2.2 S-C频偏估计方法

4.2.3 载波频偏和采样频偏联合估计算法

第三节 本章小结

第五章 基于N-Tone∑△调制器的MB-OFDM超宽带无线通信系统频偏估计算法的仿真

第一节 N-Tone∑△调制器的仿真模型及仿真结果分析

5.1.1 N-Tone∑△调制器在MB-OFDM超宽带系统中的仿真

5.1.2 仿真结果

第二节 系统频偏估计仿真

5.2.1 频偏估计的仿真模型

a5.2.2 仿真结果分析

第三节 MB-OFDM超宽带系统综合仿真及其性能分析

5.3.1 AWGN信道模型下仿真

5.3.2 超宽带信道模型下仿真

第四节 本章小结

第六章 总结与展望

第一节 总结

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果