寬帶OFDM傳輸系統(tǒng)研究、仿真與部分模塊實(shí)現(xiàn).pdf

1、未來(lái)通信技術(shù)和通信系統(tǒng)正朝著"寬帶化"和"移動(dòng)性"兩個(gè)方向發(fā)展,以滿足人們對(duì)圖像、視頻等高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益增加的業(yè)務(wù)需求,同時(shí)又在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下支持移動(dòng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸,如高分辨率實(shí)時(shí)圖像業(yè)務(wù)、會(huì)議電視虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)等,從而實(shí)現(xiàn)"任何人(Whoever)在任何地方(Wherever)任何時(shí)間(Whenever)可以同任何對(duì)方(Whomever)進(jìn)行任何形式(Whatever)的通信".OFDM(Orthogonal Frequenc

2、y Division Multiplexing)技術(shù)由于具有對(duì)頻率選擇性和多徑信道良好的抵抗能力,近年來(lái)成為了無(wú)線通信領(lǐng)域里的研究熱點(diǎn),目前業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為它將應(yīng)用于下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)Beyond 3G和寬帶無(wú)線接入技術(shù)中并被視為核心技術(shù).雖然OFDM是一種優(yōu)良的寬帶傳輸技術(shù),但是它也存在致命的弱點(diǎn),那就是它對(duì)誤差比較敏感.當(dāng)接收信號(hào)存在載波頻偏時(shí),如果不進(jìn)行頻偏補(bǔ)償?shù)脑?將會(huì)直接破壞子載波間的正交性引起載波間干擾ICI(Inter-C

3、hannel Interference);而信道傳輸時(shí)延、采樣時(shí)鐘相位和頻率的偏差則會(huì)引起符號(hào)定時(shí)偏差,造成相位旋轉(zhuǎn),嚴(yán)重的還會(huì)引起符號(hào)間干擾ISI(Inter Symbol Interference)并進(jìn)而造成ICI;另外,信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線信道傳輸時(shí)會(huì)有衰落,如不補(bǔ)償信道影響的話將會(huì)無(wú)法正確解調(diào)信號(hào).因而,研究OFDM系統(tǒng),特別是信號(hào)同步和信道估計(jì)技術(shù)具有非常重要的意義.本文首先介紹了OFDM技術(shù)的應(yīng)用背景,簡(jiǎn)要概括了OFDM技術(shù)所涉及的

4、各種通信系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展情況.第二章作為全文理論研究的核心內(nèi)容,主要研究了接收機(jī)的信號(hào)同步.首先給出了OFDM系統(tǒng)理論模型,在此基礎(chǔ)上從理論角度分析了同步誤差對(duì)接收信號(hào)的影響并引出了接收機(jī)同步需要解決的問(wèn)題.接著給出了物理層同步鏈路仿真解決方案,解析的分析了同步各環(huán)節(jié)的算法并給出了仿真曲線.第三章闡述了OFDM系統(tǒng)的信道估計(jì)方法.給出了無(wú)線信道的理論模型,分析了信道對(duì)于傳送信號(hào)的影響.最后介紹了OFDM信道估計(jì)方法,比較了各種方法的性能,

5、并給出了仿真性能曲線.第四章介紹了數(shù)字基帶系統(tǒng)設(shè)計(jì)中數(shù)字前端設(shè)計(jì).發(fā)送端包括整數(shù)倍零值內(nèi)插、升采樣濾波和升采樣以及數(shù)字中頻上變換,接收端包括數(shù)字下變頻、整數(shù)倍抽取、降采樣濾波和降采樣.最后給出了數(shù)字前端仿真得到的頻譜圖以及用FPGA實(shí)現(xiàn)并用頻譜分析儀測(cè)量得到的實(shí)際信號(hào)頻譜圖.第五章作為全文的結(jié)束,首先介紹了OFDM基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)硬件平臺(tái),然后詳細(xì)闡述了基帶系統(tǒng)核心模塊—高速定點(diǎn)FFT(Fast Fourier Transform