面向ieee802.11ac射頻一致性測(cè)試的載波頻偏估計(jì)算法研究與應(yīng)用

1、R E S E A R C H A N D A P P L I C A T I O N O NC A R R I E R F R E Q U E N C Y O F F S E TE S T I M A T I O N O F I E E E 8 0 2 ．1 1 A C R FC O N F O R M A N C E T E S TA T h e s i sS u b m i t t e d t oS o u t h e a s t

2、 U n i v e r s i t yF o r t h e D e g r e eo f M a s t e ro f E n g i n e e r i n gB YZ h a n g T i a n - j i n gS u p e r v i s e d b yP r o f ．P E IW e n - j i a n gS c h o o lo fI n f o r m a t i o n S c i e n c ea n

3、d E n g i n e e r i n gS o u t h e a s t U n i v e r s i t yM a r c h 2 0 1 6摘要摘要I E E E8 0 2 ．1 1 a c 系統(tǒng)對(duì)載波頻偏非常敏感，頻偏的存在會(huì)造成子載波間的相互干擾，使系統(tǒng)的射頻一致性測(cè)試性能?chē)?yán)重下降。本文重點(diǎn)研究I E E E8 0 2 ．1 】a C 射頻測(cè)試系統(tǒng)中的載波頻偏估計(jì)算法，主要工作如下：首先，詳細(xì)介紹了I E E E8 0

4、 2 ．1 l a c 標(biāo)準(zhǔn)的物理層關(guān)鍵技術(shù)，包括O F D M 、M I M O 和M I M O ．O F D M 技術(shù)原理與特性。進(jìn)行了I E E E8 0 2 ．1 l a c 標(biāo)準(zhǔn)的物理層規(guī)范研究，主要包括P L C P 前導(dǎo)碼和報(bào)頭的幀格式，并在此基礎(chǔ)上給出了I E E E8 0 2 ．1 1 a c 物理層發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的仿真模型和工作流程。其次，分析了載波頻率偏差對(duì)O F D M 接收系統(tǒng)的影響，論證了載波頻偏估計(jì)技術(shù)的

5、重要性。研究了多個(gè)經(jīng)典的載波頻偏估計(jì)算法，包括數(shù)據(jù)輔助型的算法和非數(shù)據(jù)輔助型的算法，并將基于S 1 S O 系統(tǒng)的算法推廣至M I M O ，分析了算法的原理和可行性。重點(diǎn)給出了基于訓(xùn)練序列的時(shí)域和頻域相關(guān)頻偏估計(jì)算法、基于循環(huán)前綴的最大似然算法、基于虛載波的盲估計(jì)算法的仿真實(shí)現(xiàn)和性能比較。介紹了I E E E 8 0 2 ．1 l a c 系統(tǒng)射頻一致性測(cè)試的意義，對(duì)包括頻譜、功率、I Q 不平衡在內(nèi)的主要測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)地分析，對(duì)

6、接收機(jī)基帶信號(hào)處理的同步、信道估計(jì)與均衡、數(shù)據(jù)解析和E V M 計(jì)算等模塊進(jìn)行了介紹，特別是針對(duì)同屬I(mǎi) E E E8 0 2 ．1 l a c 同步處理的定時(shí)同步技術(shù)給出了算法的分析和實(shí)現(xiàn)。搭建了I E E E8 0 2 ．1 I a c 接收機(jī)仿真平臺(tái)，針對(duì)I E E E 8 0 2 ．1 1 a c 系統(tǒng)的特性，在已有算法的基礎(chǔ)上，給出了- - 矛o e 適合于M I M O 系統(tǒng)的符號(hào)同步算法和改進(jìn)的頻偏估計(jì)算法。本文提出的載波頻

7、偏估計(jì)算法是基于I E E E8 0 2 ．1 l a c 的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)，原理是將基于訓(xùn)練序列時(shí)域相關(guān)得到的頻偏估計(jì)值進(jìn)行線(xiàn)性聯(lián)合運(yùn)算。接下來(lái)將本文提出的算法進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果表明：本文提出的粗頻偏估計(jì)算法性能穩(wěn)定，相比經(jīng)典的訓(xùn)練序列時(shí)域相關(guān)算法均方誤差性能提升了至少3 d B ；本文提出的精頻偏估計(jì)算法充分利用了循環(huán)前綴信息，頻偏估計(jì)精度得到提高。射頻測(cè)試對(duì)比結(jié)果表明本文提出的定時(shí)同步和載波頻偏估計(jì)方案可較好的工作在射頻測(cè)試系統(tǒng)接