多載波移動(dòng)通信系統(tǒng)中的同步技術(shù)研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，人們不斷追求更高的通信質(zhì)量和更豐富的通信業(yè)務(wù)，無線通信技術(shù)正在以前所未有的速度向前發(fā)展。盡管目前人們對(duì)于新一代無線通信系統(tǒng)的需求和應(yīng)用目標(biāo)尚未形成統(tǒng)一的意見，但普遍的看法是新一代無線通信系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持更高的信息傳輸速率，具有更靈活地支持可變速率、支持更豐富的業(yè)務(wù)、適應(yīng)更惡劣的環(huán)境的能力。信息傳輸速率的提高使得信號(hào)占用的帶寬越來越寬，進(jìn)而均衡技術(shù)更加復(fù)雜。在此情況下，多載波調(diào)制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)已

2、逐步投入商用，第四代(B3G/4G)移動(dòng)通信技術(shù)的研究和開發(fā)正在全球范圍展開。廣義多載波(GMC)和正交頻分復(fù)用(OFDM)作為當(dāng)前重點(diǎn)研究的兩種多載波傳輸技術(shù)，在頻譜利用率、較強(qiáng)的抗衰落能力以及實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度等方面都表現(xiàn)出較好的技術(shù)前景。根據(jù)國(guó)家FuTURE計(jì)劃擬訂的關(guān)于新一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究目標(biāo)，東南大學(xué)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室B3G課題組提出了支持多天線的廣義多載波(MIMO—GMC)無線傳輸技術(shù)。 B3G系統(tǒng)中，上行鏈路采用了

3、GMC方式，下行鏈路采用OFDM方式。本文主要研究了兩種多載波傳輸技術(shù)中的定時(shí)同步技術(shù)，在數(shù)字通信中參數(shù)估計(jì)理論研究的基礎(chǔ)上，開展對(duì)MIMO—GMC定時(shí)同步和OFMD系統(tǒng)符號(hào)定時(shí)同步的相關(guān)工作。 基于MIMO—GMC系統(tǒng)總體架構(gòu)和定時(shí)同步理論基礎(chǔ)，研究了該系統(tǒng)中的定時(shí)同步算法，并針對(duì)上行定時(shí)同步中的捕獲算法和跟蹤算法作了性能仿真和分析。在搭建的仿真平臺(tái)上，針對(duì)不同的同步碼、不同移動(dòng)臺(tái)速度、不同插值算法、不同的天線配置方案以及不同

4、的定點(diǎn)化方案作了較為詳盡的仿真，驗(yàn)證了基于二維能量窗的定時(shí)捕獲算法和基于導(dǎo)頻能量合并的定時(shí)跟蹤算法的可行性和優(yōu)越性，為硬件實(shí)現(xiàn)提供了有力的依據(jù)。 OFDM系統(tǒng)中，則在傳統(tǒng)的最大似然定時(shí)和頻偏聯(lián)合估計(jì)分析研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)算法中循環(huán)前綴前面的數(shù)據(jù)受多徑影響較大從而影響同步性能的缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)的同步算法，并用正確同步概率和歸一化均方誤差兩個(gè)性能指標(biāo)對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行了評(píng)估。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法有效的提高了OFDM符號(hào)定時(shí)同步的性