训练序列论文提纲

新一代移动通信系统中时频同步技术的研究与实现

摘要：OFDM系统具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强等优点,目前已经在4G和5G等技术标准中得到了应用。F-OFDM系统在继承OFDM系统优点的基础上,兼具灵活性,单个系统即可满足多种差异化业务需求,是新一代移动通信系统的热门解决方案之一。本文重点研究OFDM/F-OFDM系统中的同步算法和基于FPGA的同步算法实现。本文主要对非数据辅助型和数据辅助型同步算法中的经典算法进行了研究,并针对其中一种算法进行了改进。基于循环前缀的最大似然算法不需要额外的数据开销且算法复杂度较低,但在复杂信道条件下同步性能较差。传统的数据辅助型同步算法虽有较大的工作信噪比范围,但在符号定时精度、算法复杂度、频偏估计精度和频偏估计范围等方面无法兼顾。本文基于Schmidl＆Cox算法设计了一种改进的训练序列和对应的同步算法,该算法在时域进行同步,相比原算法在定时同步性能方面提升明显,且在低算法复杂度的条件下保证了频率同步精度,同时具有较大的频偏估计范围。在基于FPGA的同步算法实现方面,本文对改进的同步算法进行了模块化划分,完成了算法中符号定时算法和频偏估计算法的模块化设计与实现。符号定时模块分为粗定时模块、细定时模块和定时位置判决模块,分别完成粗定时标志位、细定时标志位和定时位置地址的输出。频率同步模块分为频偏估计模块、纠偏波形生成模块和载波恢复模块,分别完成频偏估计值、纠偏数据流和恢复后数据的输出。通过连接符号定时模块与频率同步模块即可实现整个同步算法功能。针对算法中的相关运算和能量计算,本文在设计中采用递推的方式来降低硬件资源消耗。软件仿真及板级测试结果表明,该硬件设计满足系统要求。 

关键词：训练序列;

文章目录

摘要

ABSTRACT

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

    1.1 研究背景与意义

    1.2 国内外研究现状

    1.3 论文结构及章节安排

第二章 OFDM/F-OFDM传输技术

    2.1 OFDM传输技术

        2.1.1 OFDM信号调制与解调

        2.1.2 OFDM的IDFT/DFT实现

        2.1.3 保护间隔与循环前缀

        2.1.4 OFDM关键技术

        2.1.5 OFDM技术的优缺点

    2.2 F-OFDM传输技术

        2.2.1 F-OFDM系统工作原理

        2.2.2 子带滤波器

    2.3 无线信道

        2.3.1 信道特性

        2.3.2 无线信道对OFDM信号的影响

    2.4 本章小结

第三章 OFDM/F-OFDM系统时频同步技术研究

    3.1 常用的训练序列

        3.1.1 PN序列

        3.1.2 CAZAC序列

    3.2 基于循环前缀的时频同步算法

        3.2.1 最大似然时频同步算法

        3.2.2 基于最大似然时频同步算法的改进算法

        3.2.3 仿真结果与分析

    3.3 基于训练符号的传统时频同步算法

        3.3.1 Schmidl&Cox时频同步算法

        3.3.2 H.Minn定时同步算法

        3.3.3 Park定时同步算法

        3.3.4 Song频偏估计算法

        3.3.5 M&M频偏估计算法

        3.3.6 仿真结果与分析

    3.4 基于CAZAC序列的时频同步改进算法

        3.4.1 改进训练序列结构

        3.4.2 基于改进训练序列的时频同步算法

        3.4.3 仿真结果与分析

    3.5 本章小结

第四章 OFDM同步算法的FPGA设计与实现

    4.1 FPGA简介

    4.2 同步模块总体设计

    4.3 符号定时同步模块

        4.3.1 符号定时同步模块总体设计

        4.3.2 粗定时模块

        4.3.3 细定时模块

        4.3.4 定时位置判决模块

    4.4 载波频率同步模块

        4.4.1 载波频率同步模块总体设计

        4.4.2 频偏估计模块

        4.4.3 纠偏波形生成

        4.4.4 载波恢复模块

    4.5 软件仿真和板级测试

        4.5.1 软件仿真

        4.5.2 板级测试

    4.6 本章小结

第五章 总结与展望

    5.1 论文总结

    5.2 展望

参考文献

[1]F-OFDM仿真系统设计与时频同步算法[J]. 鲍亚川,李敏,向才炳.  无线电通信技术. 2020(01)

[2]联合导频CP的大规模MIMO-OFDM同步方法[J]. 宋冬梅,颜彪,张锐.  无线电通信技术. 2018(04)

[3]5G technology requirements and related test environments for evaluation[J]. Xi Meng,Jian Li,Dong Zhou,Dacheng Yang.  中国通信. 2016(S2)

[4]F-OFDM系统的基带技术研究[J]. 杨凡,曾孝平,周继华,阮定良,张波,吴华.  重庆理工大学学报(自然科学). 2016(09)

[5]5G系统中F-OFDM算法设计[J]. 高亚楠,杨涛,胡波.  电子技术应用. 2016(07)

[6]一种基于PN序列加权前导的自适应OFDM符号同步算法[J]. 石峰,胡登鹏,王晨,张尔扬.  电子与信息学报. 2011(05)

[7]联合循环前缀和Pilot的OFDM系统定时同步方法[J]. 毛雪鸿,周武旸.  中国科学技术大学学报. 2006(08)

[8]利用CAZAC序列的OFDM频率同步方法[J]. 严春林,李少谦,唐友喜,罗霄,房家奕.  电子与信息学报. 2006(01)

[9]基于训练序列的时域OFDM载波同步算法[J]. 杨晨阳,洪慧勇.  北京航空航天大学学报. 2005(02)

[10]一种利用PN序列的OFDM频率同步[J]. 严春林,房家奕,唐友喜,李少谦.  电子科技大学学报. 2003(05)