多径信道下OFDM系统的频率同步技术研究

摘要

本文对OFDM系统中频率同步技术进行了进一步的研究，以开发一种既有较高的频率跟踪精度，又不影响数据传输效率的频率同步方案为目标。 本文提出了一种优化的符号同步、频偏估计和信道估计的联合算法，推导了符号同步方法的虚警概率和漏检概率，给出了随机序列在时间一频率偏移域沿频率偏移方向滑动后与原序列近似正交的证明，提出了一种新的在时间一频率偏移域沿频率偏移方向进行滑动相关估计整数频偏的方法，提出了在AWGN信道和多径信道下进行小数频偏粗估计的方法，给出了小数频偏细估计的ML估计结果和利用频域PN序列取值特性的简洁的信道估计结果。　　本研究的内容组合在一起可以形成适应各种情况的完整的频率同步方案，既可以用于慢变信道，也可以用于快变信道。最后还对带有循环前缀的单载波系统进行了分析，提出了今后研究的方向。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1未来无线通信的关键技术

1.2本论文的选题依据

1.3本论文的主要工作

第二章OFDM技术简介

2.1 OFDM的历史和应用现状

2.2 OFDM技术的优点和缺点

2.3 OFDM系统离散时间模型

2.4 OFDM系统的峰均功率比

2.5 OFDM系统的频域均衡和信道估计

2.6 OFDM系统的时频同步

第三章OFDM系统中基于判决反馈的频率跟踪算法

3.1基于MMSE准则的频率跟踪算法

3.2基于MMSE准则频率跟踪算法的性能分析

3.3一种新的估计结果的推导

3.4基于ML准则的频偏跟踪算法

3.4.1使用判决反馈数据时似然函数的推导

3.4.2直接展开三角函数的ML估计结果

3.4.3另一种近似的ML频偏估计结果

3.5基于ML准则和MMSE准则估计结果的比较分析

3.6基于判决反馈的数字处理锁相环路(DPPLL)

3.7小结

附图

第四章基于为信道估计插入的导符号的频率跟踪算法

4.1带有导符号的OFDM系统离散时间信号模型

4.2频率偏移的最大似然估计

4.2.1时域仅利用导符号的频偏估计

4.2.2频域仅利用导符号的频偏估计

4.2.3时域同时利用导符号和判决数据的频偏估计

4.2.4频域同时利用导符号和判决数据的频偏估计

4.2.5时域和频域频偏估计的CR下界

4.3各种ML算法的性能分析与比较

4.3.1计算复杂度和跟踪性能分析

4.3.2仿真结果

4.4小结

附图

第五章符号同步、频偏捕获和信道估计的联合实现

5.1总体设计

5.2符号同步

5.2.1符号同步的实现方法

5.2.2漏检概率和虚警概率

5.2.3仿真结果

5.3整数频偏估计

5.3.1两个定理的证明

5.3.2时间－频率偏移域沿频偏方向滑动相关计算整数频偏

5.3.3仿真结果

5.4小数频偏的粗估计

5.4.1利用滑动相关值进行小数频偏粗估计的方法

5.4.2减小滑动相关步长进行小数频偏粗估计的方法

5.5小数频偏的细估计

5.5.1小数频偏细估计的ML方法

5.5.2仿真结果

5.6信道估计

5.7小结

第六章带有循环前缀的单载波(SC-CP)系统

6.1 OFDM技术和传统的单载波技术

6.2 SC-CP概念的产生

6.3 SC-CP系统的特点及研究内容

参考文献

附录1多径信道下判决反馈频偏跟踪算法的CR下界

附录2瑞利变量的平方的统计特性

附录3频偏细估计的CR下界

致谢

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