捕委 摘要 o f d m 技術(shù)具有頻譜效率高、抗頻率選擇性衰落的優(yōu)良特性已經(jīng)成為下代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核 心技零，然兩游跚系統(tǒng)對(duì)同步談菠非富敏薄，因此簿步投術(shù)成為下一代透僖襲繞的關(guān)鍵技術(shù)之一， 倍受關(guān)注。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國家自然基畿獯大項(xiàng)目和前期8 6 3 筮太項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，承 擔(dān)了帶窳不太于l o o t m z ，數(shù)據(jù)傳輸速率不低于i g b p s 。傳輸距離不小于5 0 米的g b p s 無線通信系統(tǒng) 設(shè)計(jì)舉文作為“g b p s 無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)與試驗(yàn)系繞研究開發(fā)”的一部分，研究了基于m i m o - o f d m 系統(tǒng)的尚步技術(shù)和算法實(shí)現(xiàn)。 本文簧寵分紹了o f d m 按笨麴蒸奉疆理，勢(shì)羲了包旗符號(hào)定時(shí)編差、載波獺帛弦差藏采囂時(shí)鎊穰 差襲凌豹a 釋弼步偏差對(duì)o f d m 系統(tǒng)性能的影響之藉奔緩了一般o f d m 系統(tǒng)率的嘲步算法，設(shè)計(jì)了 滿足嗣拶臻求的前導(dǎo)符，提出適用于g b p s 系統(tǒng)的同步算法，并針對(duì)系統(tǒng)延時(shí)過失問題對(duì)算法進(jìn)行了 改進(jìn)。最后對(duì)各同步模塊進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：g b p s o f d m ，粗同步小數(shù)倍頻偏，整數(shù)倍頻偏精同步硬件實(shí)現(xiàn) a b a s a b a t r a c t d u et o 弧h i g h 蹭雌# 啦e t y i e n c ya n dr o b u s t n e s s4 躺i n 囂f r e q u e r 嶂, y 牿l e c t i v ef 酗i n 躲o r t h o g o n a l f r e q u e n c yd i v i s i o nm l t i p l e x i n g ( o f d m f h a sb e c o m e4p r o m i s i n gt r a n s m i s s i o nt e c h n i q u ef o rt h en e x t 穢螺戤差0 辣幫窶嘲露h o w e v e r 。o f d m 氛艄辯瓣辯耄e 瓤掣批船攫蝻l e r r o r s 魄嘲瘩薛島踟揀f 瀨i 鞠婦l 韜 b c 避暑t i m e d o m a i n a n d 鼬簿馘孵盤嘲螄箍鏹鞠警翻警國豫蟪衿糖e 彝e 醺擎粼髫囂 。拜幫s 鞠毳 b a s e d0 1 1t h en a t i o n a ls c i e n c ef o u n d a t i o np r o j e c ta n dp r e v i o u s8 6 3r e s e a r c hp r o j o c t , n a t i o n a lm o b i l e c o m m t m l t i o n sr e s e a r c hl a b o r a t o r yo fs o u t h e a s tu n i v e r s 時(shí)i sr e s e a r c h i n gan e wc o m m u n i c a t i o ns y s t e m 嘲 辯耗黼鑫越蠢琵謹(jǐn)溉端i 臻$ 蘸強(qiáng)勰豁蝴瓣囊窶l | 漱氛鑫| 鞫蹴惑嘲嬲鞫耀瓣融瓣蠢菇噼靖 5 0 m e t r e s 。a s a p a f o f t h e9 6 3 蘆4 融深幫釹h l o j 姆輟豁b 蘆w i r e l e s $ t r a n s m i s s i o n 礙s 黼釅t h i s p a p e r f o c u s 燃o(jì) nt h et h e o r ya n di m p l e m e n t a t i o no f s y n c h r o n i z a t i o nt e c h n o l o g yb m e c to nm i m o d o f d ms y s t e m f i r s t 瓤t h e o r y 群黼渤i s p r e s e n t e d , a n d 齜柚h 粥o f 3 e v e r a ls y a c h t v n i z a t i o n o f f s e t t o o f d m 警勰蹴鰣罐瞎翠酗慨磋酸m n e r 齄掣辯漱瘸娜摯酶嫩嘏醢 t h e ns y n c h r o n i z a t i o na l g o r i t h m si i | o o m n t o no f d ms y e t e ma f ed i s c 黼e d , t h ep r e a m b l e $ 雛i s 毋蕊孽 s y n c h r o n i z a t i o n sn e e d d e s i g n e d ，t h es y n c h r o n i z a t i o na l g o r i t h m s 印p i y h 蛾g b p ss y s t e ma n dt h ei m p r o v e d a 辯鞋曬城窶f 舷麟毽t h e d e l a y 罅舄嘲燃a r e b o t h 腳蹲e 畦 蛔覯搬鼬辨秘嘲棗娌埔蠛i 張e f t h e 翅韓睡瓣鞠4 ；嘧幫躐齄蕃e $ 舞矗嫡g f 瑤蠢 ，c 曲，w o r d ：g b p s io f d m 。a r 黼s y n c h r o n i z a t i o n , f i 能i o n a ! f r e q u e 愀yo f f s e t , i n t e g r a lf r e q u e n c y o f f s e t , f i n es y n c h r o n i z a t i o n , h a r d w a r ei m p l e m e n t i o n u 圖表目錄 圖表目錄 圖1 1m i m o 系統(tǒng)的基本模型3 圖1 2g b p s 系統(tǒng)發(fā)射端框圖5 圖1 3g b p s 系統(tǒng)接收端框圖。5 圖2 1o f d m 系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)8 圖2 2 包含4 個(gè)子載波的o f d m 符號(hào)8 圖2 - 3o f d m 信號(hào)中各子載波的頻譜9 圖2 _ 4o f d m 符號(hào)中加入c p 1 0 圖2 - 5 加入循環(huán)前綴的o f d m 系統(tǒng)框圖1 l 圖3 1o f d m 系統(tǒng)中的同步1 3 圖3 - 2o f 聃系統(tǒng)的頻域等效1 5 圖3 3 向前定時(shí)偏差1 6 圖3 4 向后定時(shí)偏差1 6 圖3 5 載波頻率偏差1 7 圖3 6 抽樣間隔偏差1 9 圖3 7 定時(shí)對(duì)誤比特率的影響。2 l 圖3 - 8 載波頻偏對(duì)誤比特率的影響2 l 圖4 1 相隔帆個(gè)樣值的兩個(gè)時(shí)域重復(fù)訓(xùn)練符號(hào)2 4 圖4 2 相隔兒個(gè)樣值的兩個(gè)頻率重復(fù)訓(xùn)練符號(hào)2 5 圖4 3 取滑動(dòng)窗的能量檢測(cè)幀同步改進(jìn)算法2 8 圖4 - 4 延遲相關(guān)同步算法2 9 圖5 1g b p s 系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)3 l 圖5 - 2 前導(dǎo)符結(jié)構(gòu)圖3 1 圖5 3 同步算法整體框圖3 2 圖5 4s c m _ 6 一d 信道下不同s n r 時(shí)的相關(guān)曲線3 4 圖5 5 粗同步算法流程圖3 5 圖5 - 6 精同步相關(guān)值曲線3 8 圖5 7 測(cè)試序列構(gòu)成3 9 圖5 - 8 鏈路仿真流程圖3 9 圖5 - 9 系統(tǒng)子載波分配圖4 2 圖5 j 0 粗同步錯(cuò)誤率4 3 圖5 1 1 小數(shù)倍頻偏的m s e 4 3 圖5 - 1 2 精同步粗誤率4 4 圖5 - 1 3 改進(jìn)幀結(jié)構(gòu)4 5 圖5 1 4 改進(jìn)前導(dǎo)符結(jié)構(gòu)4 5 圖5 1 5 相關(guān)值比較曲線4 5 圖5 1 6 改進(jìn)前后粗同步錯(cuò)誤率比較4 6 圖5 1 7 改進(jìn)前后小數(shù)倍頻偏的m s e 比較4 7 圖5 1 s 改進(jìn)前后精同步錯(cuò)誤率比較4 7 圖6 1 同步實(shí)現(xiàn)流程5 0 圖6 - 2 粗同步硬件實(shí)現(xiàn)框圖5 0 圖6 3 相關(guān)值計(jì)算硬件實(shí)現(xiàn)框圖5 l 圖6 _ 4 滑動(dòng)累加硬件實(shí)現(xiàn)框圖5 l 圖6 - 5 平滑濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)框圖 圖6 - 6c o r d l c 算法原理圖 v 5 2 5 3 圖表目撒 嘲6 - 7c o r d i c 模塊的硬件實(shí)現(xiàn)。 鬻岳s 毒數(shù)整頻黼 髂詩實(shí)理框囂。一一。5 4 辮毒睪孛鼗整贛誨捷芷翡蘸舞安虢稚羹一一一一。一努 隰6 - 1 0 耩同費(fèi)磷怖實(shí)現(xiàn)框匿。 驥3 - 1 翹步性能分析仿真參數(shù)。一。2 0 袋3 - 2 囂￥矗僚避穰鰲參羲一一一。一。辨 表5 - t 系統(tǒng)待襄參熬。一聰 瀚5 - 2s u i 一3 倩髓參數(shù)。4 0 凝5 - 3s c mi gd 信道參數(shù)。4 1 v 】 東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)剖性聲鞠 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成 果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包宙其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰罵過的研究成果，也不能含為獲得東南大學(xué)或冀它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位戲證書而使用過 的材梅。與我一同工作的嗣愨對(duì)本磅究贗骰的任俺賞獻(xiàn)均己在論文中銘了明確的說明并 表示了落意。 磷究生簽名： 東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 客褒大學(xué)、中國磋學(xué)按零售息霹究聯(lián)、國家囂蕊譫存權(quán)保譬本人辮送交學(xué)位論文瓣 復(fù)印毒譬秘毫子文毯，霹蘞茨嘲影露、纏竄或萁 l 囊簸露l 手段絳存論文。零入毫子文接豹內(nèi) 容籀紙饜論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)豹保密論文外，允許論文被套閱和借閱，可 以公布( 包括刊登) 論文的念部或部分內(nèi)容。論文的公布( 包括刊登) 授權(quán)東南大學(xué)研 究生院辦理。 騷究生簽名：l 挲衄導(dǎo)戇簽名；球強(qiáng) 朝秘嘲 第一章緒論 1 1 無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀 第一章緒論 移動(dòng)通信由最初的第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)、第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到了目前即將商用 的第三代寬帶數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，正向著大系統(tǒng)容量、高速率、高服務(wù)質(zhì)量、多業(yè)務(wù)的方向發(fā)展 我國的未來的移動(dòng)通信系統(tǒng)一后三代移動(dòng)通信系統(tǒng)( 亦稱第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)) 的研究工作也己展開。 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)基于模擬通信技術(shù)，但存在模擬系統(tǒng)的容量小，頻譜利用率低，保密性能 差以及不同系統(tǒng)不能兼容等不足第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)提供了更高的頻譜利用率、更好的數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)及更先進(jìn)的漫游能力。改善了第一代系統(tǒng)存在的不足：但第二代通信系統(tǒng)在很多方面仍然沒有 達(dá)到人們的要求，比如沒有統(tǒng)一的全球標(biāo)準(zhǔn)、傳輸速率低等等第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)以全世界范圍 的個(gè)人通信和多媒體通信為目標(biāo)，是一個(gè)支持多速率、多業(yè)務(wù)、寬頻帶的系統(tǒng)，能夠滿足移動(dòng)性、 高比特率及可變業(yè)務(wù)等需求；然而，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)距離人類“不論何時(shí)，不論何地都能與任 何人交流任何信息”的個(gè)人通信愿望仍有較大距離 隨著i i l 也m 髓和多媒體等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在無線通信系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，下一代移動(dòng)通信系統(tǒng) 3 g 4 g 系統(tǒng)) 需要在有限的無線頻率資源范圍內(nèi)，提供比現(xiàn)有的第二代移動(dòng)通信( 2 g ) 系統(tǒng)和第三代 移動(dòng)通信( 3 g ) 系統(tǒng)更高的傳輸速率，更大的覆蓋范圍，更穩(wěn)定的性能，而且還要能夠滿足各種業(yè)務(wù) 的傳輸要求i 】j 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。國際上普遍認(rèn)為b 3 g ，4 g 系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在1 0 0 m h z 無線頻段范圍內(nèi) 達(dá)到l g b p s 的峰值速率，也就是頻譜效率高達(dá)1 0 b p s h z 同時(shí)，為了滿足綠色環(huán)保要求b 3 g ，4 g 系 統(tǒng)的發(fā)射功率還要遠(yuǎn)低于2 g 和3 g 系統(tǒng) 國際電信聯(lián)盟( 1 t u ) 對(duì)于4 g 技術(shù)的定義是靜止?fàn)顟B(tài)下速率l g b p s ，高速移動(dòng)狀態(tài)1 0 0 m b p s 目 前“4 g 標(biāo)準(zhǔn)”尚未成型，但各國已經(jīng)在爭相研究開發(fā)4 g 通信系統(tǒng)我國在“十五”8 6 3 計(jì)劃中也 投入了大量資金著手研究新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究內(nèi)容包括蜂窩系統(tǒng)，局域性短程接入系統(tǒng)和藍(lán) 牙技術(shù)其目的是在b 3 g 移動(dòng)通信發(fā)展初期即著手開展相關(guān)的研究與發(fā)展，與國際上的研究同步發(fā) 展，獲取具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)專利。對(duì)形成新一代無線移動(dòng)通信知識(shí)產(chǎn)權(quán)和體制標(biāo)準(zhǔn)做出 較大貢獻(xiàn)，為國家培養(yǎng)一支有一定規(guī)模的具有國際競(jìng)爭力的超前研究隊(duì)伍，為實(shí)現(xiàn)我國未來無線通 信產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展創(chuàng)造條件。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和前期8 6 3 重大項(xiàng)目的基礎(chǔ) 上，設(shè)計(jì)能夠在小于1 0 0 m h z 的無線傳輸帶寬內(nèi)，5 0 米的傳播距離內(nèi)，實(shí)現(xiàn)的無線傳輸速率超過i g b p 3 的通信系統(tǒng)。為我國在下一代無線通信系統(tǒng)的核心技術(shù)掌握、標(biāo)準(zhǔn)制定，乃至今后實(shí)際系統(tǒng)的建設(shè) 等方面提供技術(shù)儲(chǔ)備，推動(dòng)我國從無線通信大國到強(qiáng)國的跨越。本文作為8 6 3 項(xiàng)目“g b p s 無線傳輸 關(guān)鍵技術(shù)與試驗(yàn)系統(tǒng)研究開發(fā)”的一部分，研究了同步技術(shù)理論和算法實(shí)現(xiàn) 東南大學(xué)碩士犁也論文 1 2o f d m 和m i m o 技術(shù)概逑 o f d m 技術(shù)具奔挽鞭率選擇性衰藩、頻譜效率裔翱抗窄帶干擾靜餓髓特性；m i m o 技術(shù)能大大 提高撩統(tǒng)的容量、繃譜效率和數(shù)據(jù)速率擴(kuò)大小區(qū)覆瓣范圍。o f d m 摭米和m i m o 拽術(shù)都是未來 b e y o n d3 0 系統(tǒng)匏攘心撥術(shù) o f d m ( t - f 交頻分艇削) 是一種特賕的多載波傳輸方絮，可以被看作種調(diào)制技術(shù)， 乜塒以被看作 一耱愛瓣接零。d f d m 驥逡愛荬盎懲瓣氍襄霹鏊建穗主令整冕孛拜，辨嶷土鐾凳五十莓蟪g a d o e l z 提魄了k i n e p t e x 系轆。該系統(tǒng)使焉7 勰個(gè)子載波，器個(gè)子信遘翦璃制青式是q p s k 調(diào)鍘。各子羲 渡的颥請(qǐng)互相重疊叉魁芷交的，大大地提高了頻譜利用率。其相鄰子載波的間隔近似嬸乎符號(hào)速率。 可以赭堪，其基本思想類組于現(xiàn)代的o f d m ，可以說熱o f d m 系統(tǒng)的瞧形。 ：卡鳘鬈袁棗錠，r w ，| c h a n g 薅逶遙澹凌露鞭紫等壽琺蓮子載浚爨藉歪交辯。t 9 7 1 軍。 s j b j 日e i n s t e i n 和p - m ，e b e r t 剃甩d f t 避行多載渡的爨帶調(diào)制和解漓+ 太大地降低了系統(tǒng)窩現(xiàn)盼復(fù)雜 度。o f d m 在實(shí)用化的進(jìn)程中前進(jìn)了火步1 3 w e i n s t e i n 等提出通過插入保護(hù)間隔米消除符號(hào)問干 魏，艇落萼羥過多徑嵇避基會(huì)夔子載波輔苓再歪交，械蕊產(chǎn)生手挽。1 9 8 0 年，a p e | e d 鵜a r u i z 萊 幕籀繇蘩疆( c y d i cp r e f i x ，蘺霉鴦羚靛方蓑蓬蘩零爨沒多茬落遵囂秘熊攥舞子蓑波簿靜芷交霆。 1 9 8 5 舉，c i m i n i 將o f d m 應(yīng)用于數(shù)帶蜂窩系統(tǒng)，從鵬，o f d m 開始臌粥于無線移動(dòng)撩髓的研究。 o f d m 系統(tǒng)較般的單載波通倩漿統(tǒng)能更充分地剃用頻帶，得到鞭隔的數(shù)據(jù)傳輸濺攀，己經(jīng)在 籜多遴靛穰壤褥弱了蠛溪?；审唬珵|數(shù)字毒蒙廣繇鞴g 蘸a u d i ob r o a d c a s t , 鷲寫為漱辣蠡準(zhǔn)采曩 了帶蓮努相茬諼截鶼o f d m ，羲字鬣籟廣播( d i g i t a lv ；d b r o a d e s t , 翁舄秀 v 劭舔壤程禽了多幅度 調(diào)制的o f d m ，有錢電話網(wǎng)上基予現(xiàn)有銅雙絞線的非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路( a s y m m e t r i c a ld i g i t a l s u b s c r i b e rl o o p 簡鯔為a d s l ) ，基干5 g h z 頹段的商縫羝線接入局域湖標(biāo)準(zhǔn)8 0 2 1 l a 和h i p e r l a n i 遴囂鬟蔣了o f d m 璃鍵，等等。 豫了高帶寬莉兩攀辨，o f d m 蔗撬還存匿下伉臻l q p 嗣辨= 1 備個(gè)子信道中的正交調(diào)制和解讕坷以采用i d f t 和d f t 來實(shí)硼- 。對(duì)于子信道散撒霧的系統(tǒng)， 可強(qiáng)嚼f f t 來實(shí)現(xiàn)，太太減小了運(yùn)算爨秘實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。 2 。蘢線囂鼙串熬誨多簸寨翌務(wù)瀨童懲囊舞逮l 毒程藜瓣裁縫龔贛，幫下卷蓮騖孛轉(zhuǎn)鑲鰱鼗輦羹要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸量o f d m 系統(tǒng)可以禳肄荔地適過僮瘸舉闖數(shù)量的予儲(chǔ)滿米實(shí)現(xiàn)上行 和下錯(cuò)鏈路中的不同悻輸速率。 3 ，囊囂魏無凌穰避多是頻辜選擇穗囂道，不霹熊掰毒豹子鼗渡撼籀對(duì)簽于托較瀑瓣袋蓬串，因 囂爵耱遵過葫態(tài)逮替矜鬣幫葫愨予接遴勢(shì)琵囂方法，巍努辣露薔臻琵鞍高辮子鑫蓮，獲薅攆毒系麓 的性能 4 o l m 技術(shù)可以和空耐編碼、錯(cuò)能天線、白避成調(diào)制、白適成編鶿阻及動(dòng)態(tài)分組分配、動(dòng)態(tài) 臻酶癸鬻等蓑寒鞠臻露，疆走建燕褒黲理屢巷塞轉(zhuǎn)贛熬靠鞋幫礴效犍；o f d m 藪拳迸囂袋與多靜 蜜溉摟a 技術(shù)若臺(tái)鑊薅，擒殘o f d m a 系統(tǒng)，疊o f d m * c d m a 、璃鞭o f d m 凌瑟o f d m - t d m a - 2 第一章緒論 5 因?yàn)檎瓗Ц蓴_只能影響- - 4 部分的子載波，因此o f d m 系統(tǒng)可以在某種程度上抵抗窄帶干擾。 但是由于o f d m 系統(tǒng)內(nèi)存在有多個(gè)正交子載波，而且其輸出信號(hào)是多個(gè)子信道信號(hào)的疊加，因此與 單載波系統(tǒng)相比存在以下兩個(gè)主要缺點(diǎn)： l 埸受載波頻率偏差和d o p p l e r 頻譜擴(kuò)展的影響 2 存在較高的峰值平均功率比 1 2 2m i m o 技術(shù) m i m o ( m u l t i p l e i n p u t m u l t i p l e - o u t p u t ) ：技術(shù)作為近年來新興起的一項(xiàng)技術(shù)，是現(xiàn)代通信技術(shù)的一 個(gè)重大突破。在發(fā)送端和接收端均使用多根天線的m i m o 技術(shù)，大大提高了頻譜效率m i m o 技術(shù) 充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個(gè)數(shù)據(jù)通道( m i m o 子信道) 發(fā)射信號(hào)，使得 傳輸速率隨著天線數(shù)量的增加而線性增加它不占用額外的帶寬，也不消耗額外的發(fā)射功率。m i m o 技術(shù)以其高速率，高頻譜效率的優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。配備多天線發(fā)射和接收的無線通信系統(tǒng)將是大勢(shì) 所趨 上世紀(jì)9 0 年代貝爾實(shí)驗(yàn)室f o s c h i n i 和t c l a t a r 等人從研究中得出結(jié)論i s l g i ：在獨(dú)立平坦衰落信 道條件下信道容量隨著天線數(shù)線性增加，而b e l l 德實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)b l a s t 也驗(yàn)證了這一點(diǎn)( 頻譜利用 率高達(dá)2 0 - 4 2 b p s h z ) 1 0 l 川，多天線系統(tǒng)的巨大潛力引起了人們極大的研究熱情，從此m i m o 技術(shù) 開始受到廣泛的關(guān)注。 發(fā)射接收 塑竺囅= ：_ ：_ ： ，也塑 、_ ， 空 蘭! 螂塑 空 時(shí)時(shí) 編解 碼 x ：g 皆一。冀媯：睢 碼 圖1 1m i m o 系統(tǒng)的基本模型 圖1 j 所示為m i m o 系統(tǒng)的原理圖傳輸信息流s ( k 1 經(jīng)過空時(shí)編碼形成n 個(gè)信息子流 ( ) ，k = l ，2 ，。這n 個(gè)子信息流由n 個(gè)天線發(fā)射出去，經(jīng)信道后由m 個(gè)接收天線接收多 天線接收機(jī)利用先進(jìn)的空時(shí)解碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實(shí)現(xiàn)最佳的處理 系統(tǒng)容量是表征通信系統(tǒng)的最重要標(biāo)志之一，表示了通信系統(tǒng)的最大傳輸率。對(duì)于發(fā)射天線數(shù)為 n ，接收天線數(shù)為m 的m i m o 系統(tǒng)，假設(shè)信道為獨(dú)立的瑞利衰落信道，并且假設(shè)n ，m 很大，則信 道容量c 近似為：c = i m i n ( m ，n ) i b 1 0 9 2 ( p 2 ) 。其中b 為信號(hào)帶寬，p 為接收端平均信噪比， m i n l m ，| v ) 為m ，n 中的較小者上式表明，功率和帶寬固定時(shí)，多輸入多輸出系統(tǒng)的最大容量 或容量上限隨著最小天線數(shù)的增加而線性增加而在同樣條件下，接收端或發(fā)射端采用多天線或天 線陣列的普通智能天線系統(tǒng)，其容量僅隨著天線數(shù)的對(duì)數(shù)增加而增加。相對(duì)而言，多入多出對(duì)于提 高無線通信系統(tǒng)的容量具有極大的潛力 3 象南大學(xué)碩士學(xué)他論文 w 以看出，此時(shí)的信道容量隨著辯線敷的增大而線性增大也就懸說可以利用m 刪o 信道成倍 建爨鴦囂姨蓑遂套蠢，在苓蟮燕豢蠢釋天線蓑送囊事鰓臻楗下，羲譜弱攮率毒疆鑫羲揀挺囊。剝凄 m i m o 投術(shù)哥班攝裔接道費(fèi)容量，簿趲媳莓辨提褰藕港秘礙靠佳。簿骶謖鸝辜霞囂髓l 潲技術(shù)壤 域另個(gè)研究熱點(diǎn)就魁空時(shí)編碼常觸的空時(shí)碼有空時(shí)塊碼、空時(shí)格粥空時(shí)碼的主疆牌想是利用 空間釉時(shí)問上豹編碼實(shí)現(xiàn)定豹空間舒壤和對(duì)間分集，從而降低信道謖覡辜 1 2 3m i m o 與o f i ) m 靜結(jié)合 檻來來的寬帶悉絨邋信系統(tǒng)中，群棧黼個(gè)最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：多徑衰落情邋糊帶寬效率o f d m 通過 稿籟攀蕊舞注多徑襲簿落遭在顫壤建轉(zhuǎn)換受孚顰蓐遵，軼藹璃垂7 多授囊落熬霧璃，囂姒玨y l e 蓑寒 藐簪在窯褥孛產(chǎn)生瓣盤茲舞孬痞蓮兩甜镥轅多路黎攥灝。這籜蒜毒彀鶼耀知了系襞酶贊糖速率，露 由m i m o 提供的空閫鬣用技術(shù)能夠譙葦增加系統(tǒng)帶僦的情況下增加頻譜教率這樣，如果我們將 o f d m 和m i m o 兩種技術(shù)相結(jié)合，就舷達(dá)到兩種效袋：一種是系統(tǒng)具鏞根高的傳輸遞攀。另一種是 囂愁磐黎運(yùn)囂矮強(qiáng)辯爝寨蛙，籜露；程m t m f d m 袋縫孛燕矗套煎艇數(shù)字營號(hào)薤理冀法戇更努遺 增強(qiáng)蒜縫的穩(wěn)定性砰。 m i m o - o f d m 拽米通過在o f d m 傳輸系統(tǒng)中采用陣列天線實(shí)現(xiàn)撤閫分集。提高了信號(hào)質(zhì)量 宅弼瓣秘熙了對(duì)間，簸攀幫空翹三個(gè)勢(shì)袋技寒，譴戈媲幕統(tǒng)對(duì)臻聲，平拽，多徑靜容臌丈大增加 饕蔣m i m o - o f d m 羧寒薅盛蘑領(lǐng)域釜蘩琵在囂囊囂縫攘a ，運(yùn)騫蠢壤巍翁是美霉爨r a z e 器i o p a r t 公司。熒匿a g e r e 蒜繚公司日前開揀成功了最高傳輸瀵艘為1 6 2 m b l t t s 的w l a n 技術(shù)，這種技術(shù)是 在收艘兩端使用陣列澈線的m i m o 和o f d m 伎術(shù)，讖鬣統(tǒng)使用3 對(duì)收撥天線每對(duì)收發(fā)天線可以 實(shí)現(xiàn)s 4 m b i t 3 s 。這是囂辯m i m o + o f d m 接寒賃表現(xiàn)麴璇太耱壺強(qiáng)潛力i e e e 9 0 2 ，l i 毒強(qiáng)都是瓠o f d m 舞受援密茬來，兩強(qiáng)糕蹴，t 6 系囂辯蘩竣掰醚淵淵蓑來秀羲心。髓賽吝鶯幫齋轟照痿r 蠢囂 前都融經(jīng)開展了新代耪動(dòng)通信系統(tǒng)們研究，而且由乎m h o - o f d m 柱楗高無線鏈路的傳輸速率和 可靠蛾的巨大潛力，鍵得這兩種技術(shù)的結(jié)合有望成為過渡到4 g 的潛線技術(shù)因此m i m o o f d m 已 愛戴建鼴贅蔣硬窕瓣熱纛 1 3g b p s 系統(tǒng)簡介【2 8 l 零方案基于多穗入多輳塞歪交籟勢(shì)鬟爨( m v w i o - o f d m ) 蓑零，樊鬻爰綾薅饕滾攀麓囂l g 器 斡需縫遺信實(shí)驗(yàn)系輔系統(tǒng)采用對(duì)分敞王( t d d ) 耩斌，工作在3 1 5 g 科z 鞭段，占麗帶寬| 0 0 m h z 。 系統(tǒng)來用4 發(fā)6 收的m m o 方案嘲i - - 2 為系統(tǒng)擻射端框圖用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過信道編隅和符號(hào)映射 螽，避抒慢速薄立時(shí)燮換 f f r ) + 袋按剝頻域，并避盼交織這里的f f t 、交織，彈搬上箍蔥構(gòu)愛 鴦茯壤薄立辭交黎( 臻f 甲k 爨囂饕簿一霹舞蠢主簿鑲鴦，擴(kuò)震囂燕一f f t 掰 f r 蘩籜袋舞魏蠢爭鞋 聞點(diǎn)l = 。也能將每時(shí)洶點(diǎn)上的信肆，擴(kuò)展到頻域靜靜處，也印進(jìn)幫了信號(hào)的時(shí)域和頻域擴(kuò)展，兔 獲得艇犬的分集增赫挺供了基礎(chǔ)甍辟j 的方式依據(jù)信嫩條件、業(yè)務(wù)掰撒簿改變?cè)诿恳粭l天線通路 主，袋翅了龔墼匏o f d m 調(diào)截鼓式 第一章緒論 圖1 - 2g b p s 系統(tǒng)發(fā)射端框圖 圖l 一3 為系統(tǒng)接收端框圖。從6 條天線通路上收到的信號(hào)先進(jìn)行幀檢測(cè)和租同步，找到每一個(gè) 數(shù)據(jù)幀的大致起始位置然后進(jìn)行頻偏估計(jì)和校正，去除收發(fā)端頻偏帶來的影響，并提供射頻電路 進(jìn)行自動(dòng)頻率控制( a f c ) 需要的頻偏信號(hào)，再進(jìn)行精同步找到o f d m 解調(diào)中進(jìn)行f f t 變換的起 始樣值位置。f f t 變換后在頻域進(jìn)行信道估計(jì)和信號(hào)檢測(cè)檢測(cè)出的信號(hào)需要對(duì)其相位進(jìn)行校正 校正后的信號(hào)的數(shù)據(jù)部分進(jìn)入解復(fù)用模塊，導(dǎo)頻部分用來對(duì)頻偏進(jìn)行跟蹤更新相位校正的信息。 數(shù)據(jù)解復(fù)用后進(jìn)行解交織、i f f t 、符號(hào)逆映射和信道解碼后，得到發(fā)射信息的估計(jì) 圖1 - 3g b p s 系統(tǒng)接收端框圖 1 4 論文的主要內(nèi)容和安排 本文是作者在攻讀碩士學(xué)位期間，參與移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室8 6 3 項(xiàng)目“g b p s 無線傳輸關(guān)鍵 技術(shù)與試驗(yàn)系統(tǒng)研究開發(fā)”，對(duì)同步技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)主要研究g b p s 通信系統(tǒng)中的同步算法- 在 閱讀文獻(xiàn)和報(bào)告的基礎(chǔ)上對(duì)各種已有的同步算法進(jìn)行仿真、分析、比較和改進(jìn)最終尋求一種性能 優(yōu)良且適合硬件實(shí)現(xiàn)的同步方案 第一章介紹了無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀m i m o 和o f d m 的技術(shù)概述，g b p s 系統(tǒng)簡介以及論文的 5 寐南大學(xué)碩士學(xué)位論文 工作安攤 第二章主要奔繡了o f d m 逶猿系簸鞠基奉囊理。熒鍵技零鞋爰系統(tǒng)參數(shù)選取羲蘸鯔 第三章介紹7o f d m 系統(tǒng)孛的霜夢(mèng)類型，分析7 器種翮步對(duì)系蟪性轆蠡孽影嚷，蛩懣并分輯了傍 真結(jié)果 群艘章主要是介掰了o f d m 系統(tǒng)中的一些常用同步冀法，包括載波同步算法，符號(hào)幀間步算法。 荔玉章善先碧蠢了g b 筘系統(tǒng)串弱步冀法熬甄理鞠蜜現(xiàn)方整，爨贏搭建甾妻孚臺(tái)，蹬出了吾蠢步 算法的仿真結(jié)果并譙節(jié)約硬件資源的原財(cái)下提出了一種改進(jìn)方法及熊仿冀結(jié)果 第六章設(shè)計(jì)同步辣法基于f p g a 的實(shí)現(xiàn)，給出了0 b p s 系統(tǒng)中同步籜個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)框圖 耩七章對(duì)論支的王 # # 出總結(jié)。弗握出進(jìn)一步改讖的建議 6 第二章o f d m 基奉原理 繁童耄o f d m 基本漂理 o f d m 是一種特殊的多載波傳輸方案，它可以搬看作是一種調(diào)制技術(shù)，也可以被當(dāng)作 是一辨復(fù)用技術(shù)，多載波費(fèi)輸把數(shù)攢流分瓣殘若予個(gè)子斃特流，這囂每一令子數(shù)據(jù)滾褥其毒 低攢多的比特速率，糟這樣的低比特攀形成的低速率多狀態(tài)符號(hào)再去調(diào)制相應(yīng)的予載波，就 構(gòu)成了多個(gè)低速率符號(hào)并行發(fā)送的傳輸系統(tǒng)。正交頻分復(fù)用是對(duì)多載波調(diào)制( m c m ，m u l t i c a r r i e rm o d u l a t i o n ) 的一種改進(jìn)。窀的特點(diǎn)是各個(gè)予載波相互正交，所以擴(kuò)頻調(diào)制廚的頻譜 胃叛鞠互重疊。餐楚減少了子載渡鵝戇提互干擾，還大夫提亳了菝灌鍘爰辜。選擇o f d m 的個(gè)主要原因在于該系統(tǒng)能夠禳好的對(duì)抗頻率選擇性衰落和窄帶干擾。在單載波系統(tǒng)中， 一次衰落或者干擾會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈路失散但是在多載波系統(tǒng)中，某時(shí)刻只會(huì)有少部分的子 信道蹙判深度衰落的影響 2 1 o f d m 系統(tǒng)中的調(diào)制和解調(diào) 2 。1 1 擐理 每個(gè)o f d m 符號(hào)是多個(gè)經(jīng)過調(diào)制的子載波信號(hào)之和，其中每個(gè)子載波的調(diào)制方式可以 選擇相移鍵控( p s k ) 或者正交幅度調(diào)制( q a m ) 如糶用 ，表示子信遒的個(gè)數(shù)r 表示o f d m 符號(hào)豹寬瘦，z l 一取l ，n 1 ) 懸分配給每個(gè)子傣道豹數(shù)據(jù)符號(hào)，z 是載波頻攀t 則飆 t = f ，拜菇的o f d m 符號(hào)的可戳襲涿為： m e 。箋e x p l j z 石( 正一半) ”協(xié)歸亂+ r ， 在攝多文獻(xiàn)中，經(jīng)零采震魏下簸示豹等簸纂沓售號(hào)來撼述o f d m 豹虢爨售號(hào)： n 2 - 1r 1 j ( f ) = d n z e x p lj 2 療彳i ( 卜州f + r 其中，式2 ，2 ) 麴實(shí)部和虛部分別對(duì)應(yīng)于o f d m 耪號(hào)的嗣相和旋交分耋，在實(shí)鼯中可強(qiáng) 分期與輻應(yīng)于載波的余弦分量鞍疋弦分量相乘構(gòu)成最終的子信遴信號(hào)和臺(tái)成的o f d m 符 號(hào)。圖2 - i 給出了o f d m 系統(tǒng)調(diào)制和解調(diào)框圖，閣中假定f = 0 7 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 l 墨一毒一。一 弗，璋 + - q p f e 沖防( 一和，q 乩， j = 二+ 國p * h - 夔叁囂攘系統(tǒng)瓣淫裁器馨諼 程蓉2 - 3 串始疆7 奪o f d m 符號(hào)內(nèi)色耩4 個(gè)子載渡翦實(shí)辮?；?莓鵑予載波幫其 有捆同的幅值和栩位，但在實(shí)際威用中，根據(jù)數(shù)據(jù)符號(hào)的調(diào)制方戒。每個(gè)子載波的懈魔值和 糊撾都萄斃是譽(yù)釃躺從盈2 - 2w 以看到，每個(gè)擎裁波在一個(gè)o f d m 鎊號(hào)周期內(nèi)都包含整 數(shù)整個(gè)霹蘩，囂疑靜個(gè)壤囂子鼗灝乏簿援差 爭趣魏。垂器孛哥辨器遺，吝子蓑渡贛零之蘺 滿足芷交性。 圖私包含4 個(gè)子載波的0 f 幽符號(hào) 這種正交性避制以雙頹域賓l 魔寒理瓣。搬拶戲( 2 璜每個(gè)o f d m 粹號(hào)在其周期r 內(nèi)包 懿多令萋零予戴浚，霆筵箕顫贛蟹塔番諾是惹鞲海芎黲蓬委鏊羚鰳簸謄與一囊篷摯謄個(gè)手 載波頻率上懿艿黼撇盼卷積矩形脈沖的頻譜幅德為s i n c ( 刀 融數(shù)，這種函數(shù)瓣零點(diǎn)出現(xiàn) 樾頻率為1 r 贅數(shù)倍的位置上，瀲種現(xiàn)象可以參見閣2 - 3 ，其中輸出相互覆蓋的釋個(gè)子信道 內(nèi)縫過矩形覆形驥型露翼麴蔣母鞠s i n e 基數(shù)頻讒。在毒子載波顛搴靜最丈燕娥。爨毒箕 京乎信遵懿贛諾餐稔葑憊霉，交芐凌簿o f d m 靜蟹懲孬簿逶瓣避鼴孛，器霎囂冀舔令子羲 ；| 斑上取得最大德的位置所對(duì)應(yīng)的糌弩值因此可l ；t 從多個(gè)相互重撼的乎信道符號(hào)翱譜中提取 出襁個(gè)子信道符母，而不會(huì)受到菸他予信道的干擾。幽圖2 4 可以精出，o f d m 符峙的額譜 囊黲主毒臻菇燕覓符號(hào)鬻手撓鵝袋褒舞饕稚黧，燕轉(zhuǎn)麓熬褒奎黧黲瞧辯慧在囂壤土探涯蘺蓮 麓送符號(hào)之闔藹予抗鵑影響”，健在托薤據(jù)斡燕程藏域串各予情遵土不存在干魏，這種清 除信道間干擾( 1 c 1 ) 的方法是遇避在時(shí)域中使用矩形脈沖成型譙頻域中每個(gè)平馘渡的晟 太艇處取耩來蜜避 8 第二章o f d m 基本原理 2 1 2 實(shí)現(xiàn) 圖2 3o f d w 信號(hào)中各子載波的頻譜 接收端第k 路子載波信號(hào)的解調(diào)過程為：將接收信號(hào)與第k 路的解調(diào)載波 e x n ( 一，z 石生號(hào)娑，) 相乘，然后將得到的結(jié)果在。r 。m 符號(hào)的持續(xù)時(shí)問t 內(nèi)進(jìn)行積分， 即可獲得相應(yīng)得發(fā)送信號(hào)玩，即 反= * e 沖 印萬k - 一n 2 ( 訓(xùn) 箋e 沖p 抄巾 = ；，互n2 - 1 ：卜一 吶生筍( f - ) 佇 = 嚷 實(shí)際上，式( 2 2 ) 中定義的o f d m 復(fù)等效基帶信號(hào)可以采用離散傅立葉變換( i d 兀) 來 實(shí)現(xiàn)令式( 2 2 ) 中的f = o ，t = k r n ( k = 0 , 1 ，n i ) ，可以得到 m ) 叫t 刪= 善n - i 一唧( ，等卜t 州 ， 式( 2 4 ) 中，s ( k ) 即為一的i d f t 運(yùn)算在接收端，為了恢復(fù)原始的數(shù)據(jù)符號(hào)4 可以對(duì) j ( t ) 進(jìn)行d f t 變換，得到： 4 = 酗) “一( 一，等) 胚剛一 ， 根據(jù)上述分析可以看到，o f d m 系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)可以分別由i d f t d f t 來代替。通過 9 寐南大學(xué)碩士學(xué)位論文 n 點(diǎn)i d f t 運(yùn)募，把蒺壤鼗攝莓母交撓羹囂域數(shù)據(jù)榜號(hào)s 妻) ，經(jīng)避載波菊割之衢t 發(fā)送 蒯倍道中在攮i l 蹙端，將接收倍母進(jìn)行相干解謂，然后將基帶信號(hào)進(jìn)行n 點(diǎn)d f t 運(yùn)葬邵 可獲得發(fā)送的數(shù)橢符號(hào)西 磋o f d m 系統(tǒng)翁窶囂痖熙串，瑤疑采霸蔓瓣方便梃捷熬襲建簿妻蜂變鬟刪姆霹來 實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解謂1 1 l 瞽8 2 2o f d m 系統(tǒng)孛豹保護(hù)瀏鞴和循環(huán)靛綴 采用o f d m 技術(shù)的最主要原因乏一是它可以脊教地對(duì)抗多徑時(shí)延擴(kuò)展，通過把輸入的 數(shù)據(jù)流并行分配劃個(gè)井行的予惰j 苴上，使得每個(gè)o f d m 的符號(hào)髑期可以擴(kuò)大為蹲烙數(shù)據(jù) 符號(hào)髑魏熬薺嵇。鞠詫露蓬擴(kuò)聶島符譬璃羯魏挺：醢瞧囂囂酶氍籜鑲在o f d m 磊繞中，為 7 最太限度逸清除簿暈兩干擾，蕊每個(gè)o f d m 符號(hào)之聞要搖天裸護(hù)瓣醛( 疆，詼秣護(hù)褥驤 的長度一般鬻火予無線信道的蠛太時(shí)延擴(kuò)展燃樣一個(gè)符號(hào)的茹徑分量就不會(huì)對(duì)下一個(gè) 符母造成干擾在這段保護(hù)間隔內(nèi)，可以不插入任何信號(hào)，即使段空聞柏傳輸時(shí)段i l ” 然藤在這種壤囂巾，蠹于多歪禱播靛影睫，囊產(chǎn)璺子倍遘稿干擾( 1 c | x 幫子載渡乏麓簿歪 黛銼遭到破壞不同的子載波之兩產(chǎn)生干擾。 為了消除由干多徑傳播造成的i c i ，一種有散的方法是將原來的o f d m 符號(hào)進(jìn)行周期擴(kuò) 艘，躅擴(kuò)曩馕號(hào)漿攮充援護(hù)掘硒，如強(qiáng)2 4 甄示梅保護(hù)間隔內(nèi)的五個(gè)樣點(diǎn)擅稼為微環(huán)裁綴 ( c y c l i c f r e f i x ，由妥孛可班著爨，覆環(huán)蠡綴中轉(zhuǎn)蓿號(hào)與o f d m 符號(hào)尾幫靜l 個(gè)群蠢蓬 栩閶 卜一”艨始數(shù)據(jù)叫 e 五至三習(xí) r 邙叫 凸卿 i 一新致?lián)@一 喲2 - 4 0 f d m 符母巾加入c p 在竇鼯象縫串，饕鎏2 - 5 掰黍o f d m 稽芎在送入摹逶之蘺，營先萋燕a 疆拜裁縫，熬 搿送入信道進(jìn)程饞送。在接收驤。曾先將接收禱蟹拜始靜l 兮祥點(diǎn)毽丟棄，熬屬將裁余酶 部分進(jìn)行傅立時(shí)變抉，然后進(jìn)行解調(diào)在o f d m 特號(hào)內(nèi)加入循蝌= 前綴可以保證譙個(gè)f f t 嬲期內(nèi)，o f d m 榜號(hào)韻時(shí)延副本所包含柏波形周期個(gè)數(shù)也是整數(shù)，這樣，時(shí)延小乎保護(hù)間 鞴7 ：靜霹延蔫警裁苓會(huì)在簿藹過籜串產(chǎn)生斃l 辯。 1 0 第二章o f d m 基本原理 1 潦 e p | lip s l ! l 簟 鈾 f c p l毛 l s p 固2 - 5 加入循環(huán)前緦的0 f d m 系統(tǒng)框圖 齷定廷霉表暴發(fā)送端d a 變羧乏羲豹離教羨母s 園靜群蓬露鞴，獬包含綞環(huán)髓綴豹一 個(gè)o f d m 符號(hào)周期為r = ( + 三) 霉= 職+ 三霉裟r + t 其中，r 表示不包含循環(huán)前綴的o f d m 符號(hào)的有效長度r = n t , ；瓦表示循環(huán)前綴 的長度，乏= 三i 假定信道的最大多徑時(shí)延擴(kuò)耀為f 。，為i 消除 s l ，t 威讖滿足 0 ?？即竦絣 為整致，l 匏避彀瘟該瀵是疆下關(guān)系式：互l 二筍l lj ，j 2 30 f d m 的參數(shù)選擇 在o p d m 系統(tǒng)，我粕需要確定一下參數(shù)：符號(hào)璃羯、繯護(hù)瓣戮、芋載渡鷯數(shù)羹這些 參數(shù)的選擇取決于給定信道的帶寬、時(shí)延擴(kuò)展以及所簧求的信息傳輸速率。一般按照下步 驟來確定o f d m 系統(tǒng)的各參數(shù)i l q 確定保護(hù)間隔：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般選擇保護(hù)閬蕊的對(duì)閩長度為財(cái)艇擴(kuò)展均方輾的2 到4 傣。 選擇符號(hào)周期：考慮到保護(hù)問隔所帶來的信息傳輸速率的損失和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度以及 系統(tǒng)的峰值平均功率比等因素在寓際系統(tǒng)中，一般選擇符號(hào)周期長度至少是保護(hù)間隔長度 豹s 倍。 確定子載波的數(shù)量：子載波的數(shù)董可戩直接稍粥- 3 d b 帶寬除娃子載渡聞疆( 幫去掉傈 護(hù)間隔之后的符號(hào)周期的倒敦) 得剃?；蛘?，可以利用所要求的比特速率除以每個(gè)子信道中 比特速率來確定予載波的數(shù)量。每個(gè)子信道中傳輸?shù)谋忍厮俾视烧{(diào)制類型、編碼速率_ 來確定。 調(diào)裁模式：o f d m 系統(tǒng)豹調(diào)麟模式霉驤基予功拳或頻率羈耀攀來選擇。調(diào)割翁類型哥 以崩復(fù)數(shù)形式來表示= q + a ，其中q 和屯為調(diào)制星座圈中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)值應(yīng) 用到每個(gè)子載波的調(diào)制模式的選擇只能是數(shù)據(jù)速率黹求與傳輸穩(wěn)定性之間的折中 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 。4o f d m 鶼關(guān)鍵技寒 在具體應(yīng)用中，o i m 系統(tǒng)需凝解決的關(guān)鍵問髓包括以下幾個(gè)方面： 1 莉步技術(shù) 鞫步萑鼗靜好爨辯o f d m 系統(tǒng)鮑縫麓影璃狠丈。o f d m 系縫巾懿簡步龜搖載渡闋步、 樣值葡步和符號(hào)麗勞蘭部分 2 信道估計(jì) 樓道嵇詩豹方法巖錕多，在無線遵蓿率，一般榮耀插入導(dǎo)頻豹方法避行痿遭惦詩，麴秘 我許等頻蠶寨釋撬麓磐、復(fù)雜褒繇斡話遵菇詩算法楚o f d m 系縫巾的一壤重要蘸究痣棗。 3 峰均比 在時(shí)域中，o f d i m 信號(hào)是路迮交子載波信號(hào)的疊加，當(dāng)這路信號(hào)按相同極性同時(shí) 取最大蓬辯，o f d m 菇號(hào)蔣產(chǎn)生最大麴蜂蓬。該姆驤售號(hào)菸功率鳥嵇萼豹平均功率之?dāng)溃?替雋峰僮平均磚攀玩，籬稱峰坶辯f 瀚硒夫懿p a r 毽，對(duì)發(fā)送孀懿功攀教丈器酶線性魔要 嫩很高如何降低o f d m 信號(hào)的p a r 值對(duì)o f d m 系統(tǒng)的性能和成本都有很大影響 4 信道編碼 禧遁編羈霹顯答建提高鼗字遴痿系凌豹撓千就髓旁；在o f d m 蓉凌孛，霹使糟經(jīng)蠢轉(zhuǎn) 統(tǒng)的信道編礙，期分組碼，卷積鵑、嘲格編碼調(diào)錯(cuò)( 氍m 敬愛t u r b o 等，瑗程的艘展方 向是在o f d m 系境中結(jié)合多天線技術(shù)使用時(shí)空編碼。即所謂的m i m o o f d m 技術(shù)這項(xiàng)技 術(shù)爵顯著地提高o f d m 系統(tǒng)豹性艉，戲?yàn)橄乱淮d線通信系統(tǒng)豹熱艨技寒， 5 售道薛交襤魏影噻 信道的時(shí)變性引起接收信號(hào)的多普勒擴(kuò)展，鑲o f d m 信號(hào)的藏燮性遭到破壞，日f 起子 載波之間的干擾，撩成系統(tǒng)性能1 f 降克服多普勒擴(kuò)展的傳統(tǒng)方法魑采用信道編碼加交織技 零來抵藐痿遂我醞鵝下驛。最近躺發(fā)壤是捌用多罄勒劈集技舞1 可將霧罄勃擴(kuò)展變密旁翻， 從兩提高系統(tǒng)懿檻縫。 6 自適應(yīng)技術(shù) 采用o f d m 摧米的好處是可以根據(jù)信道的頻攀選擇性衰落情況動(dòng)態(tài)地調(diào)整每個(gè)平載波 土鵑菇惠霆特?cái)?shù)鞠發(fā)送功率，蕊瓣憂健系統(tǒng)牲縫。稱舞妻逶盎斃耱和功率分配， 7 其袍裰美技寒 除了以上與o f d m 本身相關(guān)的技術(shù)之外。在麟體系統(tǒng)中使用o f d m 技術(shù)時(shí)，璉成該考 慮具體系統(tǒng)褥實(shí)際情況。如在蜂辯移動(dòng)通信系統(tǒng)中需要考慮的問艨包括：上下行鏈路的實(shí) 璃齋式、多蛙鏊八方法，蠢爰與離屢協(xié)誼靜聯(lián)食筑純等。 第三章同步誤差對(duì)o f d m 系統(tǒng)性能的影響 第三章同步誤差對(duì)o f d m 系統(tǒng)性能的影響 同步技術(shù)是任何通信系統(tǒng)都需要解決的實(shí)際問題，其性能直接關(guān)系到整個(gè)通信系統(tǒng)的性 能可以說沒有準(zhǔn)確的同步算法，就不可能進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，它是信息可靠傳輸?shù)那?提對(duì)于o f d m 系統(tǒng)。存在三種類型的同步，如圖3 1 所示( 圖中虛線表示接收端和發(fā)送 端所需同步相對(duì)應(yīng)位置的示意，而不是真實(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)同步在系統(tǒng)接收端所處的位置) 圖3 - 1o f d v 系統(tǒng)中的同步 載波同步：當(dāng)采用同步解調(diào)或相干檢測(cè)時(shí)，接收端需要提供一個(gè)與發(fā)射端調(diào)制載波同頻 同相的相干載波 符號(hào)同步：使接收端確定每個(gè)o f d m 符號(hào)的起止時(shí)刻，即確定準(zhǔn)確的f 兀窗位置，并 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)塊同步或幀同步 樣值同步：為了使接收端確定每個(gè)樣值符號(hào)的起止時(shí)刻，并保證接收端與發(fā)送端有相同 的采樣頻率 3 1 系統(tǒng)模型 t l i - 設(shè)o f d m 系統(tǒng)子載波數(shù)量為n 每個(gè)o f d m 符號(hào)包含k ( 個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)西其中 ，表示o f d m 符號(hào)序號(hào)k 表示子載波序號(hào)。采樣問隔為t = t n ，其中為有效符號(hào)周 期。為了限制傳輸信號(hào)的帶寬小于i r ，n k 個(gè)子載波被用作保護(hù)間隔?；鶐鬏斝盘?hào) 如下”： 1x 2