軟件無線電和OFDM系統(tǒng)中的同步技術(shù)研究.pdf

1、近年來，人們對實(shí)現(xiàn)B3G/4G的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，并取得了初步的成果。正在研究的熱點(diǎn)技術(shù)包括正交頻分復(fù)用(OFDM)、多輸入多輸出(MIMO)、軟件無線電技術(shù)等。同步問題是通信信號處理中首先需要解決的重要問題，其直接關(guān)系到后續(xù)的基帶信號處理算法的性能。本文則主要研究了OFDM系統(tǒng)中的載波頻偏估計(jì)問題和軟件電臺中的單載波突發(fā)信號同步問題。本文的主要研究成果如下： 1.提出一種基于ML準(zhǔn)則的OFDM整數(shù)倍頻偏估計(jì)方法，其充分

2、利用了頻域兩個(gè)連續(xù)的OFDM數(shù)據(jù)碼元序列之間的差分信息。通過理論分析表明，無論是在AWGN信道還是在頻率選擇性衰落信道情況下，新的ML估計(jì)方法的性能都要優(yōu)于傳統(tǒng)的SC估計(jì)方法。 2.研究了多徑傳播環(huán)境中基于循環(huán)前綴的ML聯(lián)合同步方法的相關(guān)長度對同步估計(jì)性能的影響。提出一種基于部分相關(guān)的PCPML算法，其首先利用子空間分解技術(shù)動態(tài)跟蹤多徑信道變化，然后實(shí)時(shí)計(jì)算出最佳相關(guān)長度用于碼元定時(shí)和頻率偏差估計(jì)。仿真結(jié)果證明，與基于全部相關(guān)的

3、ACPML算法相比，新的PCPML算法可以有效地抑制多徑傳播對同步估計(jì)性能的影響，避免地板效應(yīng)的出現(xiàn)，從而進(jìn)一步提高了同步估計(jì)性能。 3.開發(fā)了OFDM系統(tǒng)和信號的MV分析模型。MV模型以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)形式定義了OFDM信號從發(fā)射到接收經(jīng)歷的各個(gè)過程，并綜合考慮了多種因素，如虛載波、載波頻偏、多徑信道和信道階數(shù)大于循環(huán)前綴等?；贛V表示形式的OFDM頻域接收信號模型有助于分析OFDM系統(tǒng)中的ICI和ISI等問題。OFDM時(shí)域接收信

4、號模型的MV推導(dǎo)形式清楚展現(xiàn)了OFDM信號模型和等距線陣信號模型的相似之處，這啟發(fā)了利用DOA估計(jì)方法進(jìn)行OFDM頻偏估計(jì)的思路。 4.通過分析表明基于虛載波的OFDM頻偏估計(jì)模型可以等價(jià)為陣列信號處理中的等距線陣DOA估計(jì)模型。這個(gè)重要的結(jié)論為解決OFDM頻偏估計(jì)問題提供了廣闊的思維空間，因?yàn)橹皇呛唵蔚睦枚喾N已有的DOA估計(jì)方法就可以得到多種頻偏估計(jì)方法。 5.結(jié)合等價(jià)模型中OFDM等價(jià)方向矩陣的特有結(jié)構(gòu)，并以DOA

5、估計(jì)中的DML方法為基礎(chǔ)，提出了四種新的OFDM頻偏估計(jì)方法。這四種方法或者具有高的計(jì)算效率，或者具有好的估計(jì)性能。 6.研究了一種基于鑒頻檢測和FFT的GMSK突發(fā)信號的聯(lián)合同步方法。提出了一種GMSK突發(fā)檢測方法，其包括突發(fā)捕獲和突發(fā)確認(rèn)兩個(gè)過程，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的突發(fā)幀格式和檢測窗滑動策略。在此基礎(chǔ)上，提供了一種適合于GMSK突發(fā)信號的鑒頻檢測非相干解調(diào)方案，重點(diǎn)解決了突發(fā)信號檢測(突發(fā)捕獲和確認(rèn))、載波頻率同步、碼元定時(shí)同步