256点OFDM在IEEE80216a中的性能仿真与分析

256点OFDM在IEEE802.16a中的性能仿真与分析作者：连琳学位授予单位：北京邮电大学相似文献(10条)1.学位论文石洪妹基于无线城域网物理层OFDM同步技术的研究2008OFDM以较高的频谱利用率和较强的抗衰落能力广泛应用于各种通信系统中，但对符号和载波同步非常敏感，当存在同步误差时，子载波之间的正交性遭到破坏，从而引起严重的子载波间干扰和符号间干扰，因此精确的同步对于OFDM系统至关重要。本文主要仿真了几种经典的同步算法，并对其优缺点进行了比较。然后以无线城域网物理层OFDM的结构为基本模型，选择适合的算法进行了定时和频偏估计的仿真，当定时阶段加大频偏，降低信噪比，定时变得不准确，算法失效。本文提出了一种基于差分的算法，新算法在定时阶段能对抗频率偏差，并具有很好的性能。2.学位论文仇润鹤无线城域网的OFDM系统若干关键技术的研究2007正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术。OFDM技术具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落能力，适合在无线信道中传输高速的数据业务，因而倍受关注。但是，OFDM对于同步误差和信道估计误差非常敏感，在IEEE802.16OFDM系统中如何有效地实现同步和信道估计是有待解决的新问题。为此，本文重点研究了IEEE802.16OFDM系统中的同步、信道估计和OFDM系统软硬件设计实现等问题，主要内容和创新性研究工作如下：1、论文通过具体分析IEEE802.16协议，针对IEEE802.16系统特殊的帧结构，讨论分析了基于训练符号的帧同步算法一延迟相关算法，提出了一种新的基于特殊加权序列的帧同步算法，达到精确同步的目的，又具有较低计算复杂度且不易受频偏影响。讨论分析了符号定时同步算法；利用OFDM子载波之间的正交性所包含的冗余信息，提出了一种利用“虚载波”的高性能、低复杂度频偏估计算法，通过仿真我们发现该算法具有超高分辨率子空间方法MUSIC的精度，而不需要其计算极为复杂的子空间分解运算，而且数据利用率高，捕获范围是整个[0,2π]，即使在低信噪比的信道条件下，也具有比较好的同步性能，满足IEEE802.16系统的特点。考虑到系统可能会工作在低信噪比高误比特率环境下，需要有适当的定时恢复，而通过分析发现许多现有的算法或效果不佳或延时代价太大，本文提出一种利用Viterbi-like算法的联合定时恢复算法，仿真表明这种定时恢复方法即使在检测器的误比特率高于10'-2时仍能很好的工作，适用于802.16WMAN中应用。2、论文研究了块状导频的线性最小均方误差(LMMSE)算法、IEEE802.160FDM信道估计仿真分析，通过仿真说明IEEE802.16系统更适合使用块状导频结构。讨论分析了MIMO-OFDM中一种基于空频域的最优导频设置算法，给出了导频图案，通过仿真实验表明，该算法与理想的信道状态信息曲线非常接近，信噪比差距约在2dB左右，并且在快衰落条件下具有较好的稳定性，其性能要优于基于前导训练的信道估计方法。3、根据IEEE802.160FDM系统特点，论文分别在Matlab中应用Simulink工具构建OFDM系统仿真平台、在LabVIEW平台上实现了OFDM调制解调仿真系统，模拟了整个系统的信号流程，进行了OFDM仿真系统参数的选择和调制模块的仿真设计、论证各算法性能，并根据各种不同的条件：例如高斯噪声、多径衰落、有无保护间隔等，对系统的误码特性进行了评估，为正确评价实际OFDM系统的性能提供了有效的理论依据。4、论文以软件无线电思想作为指导，提出了以256点IFFT/FFT为核心和以512点IFFT/FFT为核心的两种OFDM算法模式并存于同一个硬件平台、且可预选的方案，它们在参数选取和性能指标上有所差异，均实现了相似的模块和功能。5、论文参考IEEE802.16无线网络标准的参数设置，针对本设计系统的应用环境和系统硬件的性能速率，提出了一种应用于实验室环境的信号结构、帧格式等参数设计。6、论文基于TI公司的6701evm数字评估板卡，结合模拟前端搭建数字中频平台，设计了基带处理的DSP软件模块并进行系统调试，基本实现了一套完整的OFDM调制解调方案。经过系统调试与性能分析，验证了本系统的设计是可行的。7、论文设计了一种16QAM星座图映射和QPSK星座图映射可预选的数字调制软件模块，根据所选的调制方案，可建立不同特性的OFDM连接；设计完成的IFFT/FFT调制软件模块，可在建立连接之前选择Radix-2或Radix-4的调制方式；设计并添加了一个滚降系数β软件可选的升余弦滚降窗，加快了OFDM信号功率谱带外部分的衰减速度。8、论文针对硬件平台，设计并提出了一种以链表数据结构为核心的Viterbi译码的软件实现方法，适用于6701evm平台的卷积解码，应用于解调端，增强了系统的抗多径衰落能力。3.期刊论文莫林梅.赵明生.MoLinmei.ZhaoMingsheng低密度校验码在宽带无线城域网中的应用-微计算机信息2006,22(30)本文讨论LDPC码及其在802.16协议中的应用,并使用基于矢量阵列的因子图实现方法对其进行解码,仿真表明该码字是一种性能优秀的备选码字,使用该解码方法是可行的.4.学位论文孔令坤OFDM导频信道估计算法研究及其在802.16e中的应用2006正交频分复用(OFDM)技术由于能有效对抗多径且具有较高的频谱利用率，因而被最新的无线城域网(WirelessMAN)标准IEEE802.16e采用，并成为下一代移动通信系统的候选方案。由于IEEE802.16e标准融合了移动宽带无线接入，它要求系统在高速移动的情况下实现数据的高速率、高质量传输，这就对OFDM系统的信道估计和跟踪技术提出了更高的要求。因此本文重点研究了OFDM系统的信道估计技术，并应用到IEEE802.16e系统中。首先，论文讨论了固定宽带无线接入系统下的信道估计算法，比较了现有导频信道估计算法在SUI典型慢变信道下的性能。在此基础上，论文给出一种适用于虚载波(VirtualCarriers)系统的基于DFT变换的信道估计算法。它利用导频子载波上信道最小二乘(LS)估计值估计出虚导频子载波上的信道传输函数，随后再进行全频域导频长度的IDFT变换得出信道时域冲击响应(CIR)。仿真结果表明，该算法以较小的算法复杂度实现了良好的信道估计性能。其次，论文针对固定无线接入系统的六种SUI测试信道模型，给出一种便于工程实现的基于模型匹配判决的信道估计算法。该算法通过有限的初始信道估计样本对信道Profile作出判决，随后根据判决出的信道统计特性进行模型匹配的MMSE信道估计。这之后，论文针对WiMAX-OFDM系统帧结构设计了一种残余相位跟踪校正算法，它能跟踪校正由同步不准确引起的残余相位噪声且性能好于传统的时域线性插值方法。最后，论文讨论了移动宽带无线接入系统下的信道估计算法。给出了一种改进型的基于傅立叶变换的信道估计器。它通过预先循环右移信道冲击响应(CIR)来减小非整数倍采样信道中功率泄漏引起的信道估计误差。与直接的DFT估计算法相比，改进型算法在算法复杂度接近的前提下大大提高了信道估计的性能，避免了由信道估计误差引起的“错误平底”。5.学位论文李静WMAN-OFDM基带系统仿真及降低峰均比的研究2007OFDM是当前技术的热点，它把高速的数据流分配到多个正交的子载波上进行传输，具有很强的抗多径衰落和窄带干扰的能力，有很高的频谱利用率，被认为是下一代移动通信的核心技术。但是OFDM技术有一个严重缺陷即其有很高的峰值平均功率比PAR(Peak-to-AveragePowerRatio)；由OFDM衍生的OFDMA多址接入调制技术，同样也继承了高峰均比问题。WiMAX技术是“最后一公里”接入的最佳解决方案，以OFDM和OFDMA作为物理层关键技术，因此支持固定和移动两种接入方案，主要包含IEEE802.16-2004和802.16e两大标准；本文基于802.16-2004协议搭建一个OFDM基带仿真系统。本文主要是对降低峰均比技术的仿真与研究；首先分析了峰均比问题产生和对OFDM系统的影响，然后对各种降低峰均比技术进行了介绍与总结；主要针对两种技术：限幅法和音调保留法进行了仿真，结果表明这两种方法都可以作为无线城域网中降低峰均比的有效技术；最后简要介绍了各种技术在OFDMA中的演进。6.学位论文王旭基于IEEE802.16d的WiMAX基站系统实现技术研究2007IEEE802.16标准作为一种无线城域网技术规范，可向固定、便携及游牧设备提供宽带无线接入，近年来已成为无线通信领域的研究热点之一。本文研究了基于IEEE802.16d标准的WiMAX室外型微蜂窝基站的实现技术。论文的主要工作如下：第一章介绍了WiMAX技术的背景、主要特点和802.16协议的标准化过程，对WiMAX技术目前的发展状况及前景进行了分析。第二章依据IEEE802.16d协议栈模型，详细分析了其OFDM物理层规范。在此基础上，详细讨论了WiMAX支持非视距传输所采用的技术。第三章首先分析了目前WiMAX固定接入基站系统的主流解决方案，主要包括：Wavesat公司DM256方案、Fujistsu公司MB87M3400SoC方案、Sequans公司SQN2010SOC方案以及PicoChip公司PC102方案。其次，通过对芯片性能与基站系统实现复杂度等方面进行详细的分析比较，确定了基于SQN2010作为核心芯片的室外型微蜂窝基站实现形式和应用模型，并给出了相应总体设计方案。第四章提出了基于SQN2010的WiMAX室外型微蜂窝基站的硬件实现方案。设计了室外型微蜂窝基站的核心功能板，包括数据协议处理模块、外部控制模块、中频接口处理模块和环境参数采集模块。核心功能板与射频板、电源板配合可构成完整的WiMAX基站系统，达到总体设计指标要求。第五章在提出的室外型微蜂窝基站的硬件实现方案基础上，利用Sequans公司基站评估板(SQN2010-RD)与客户端评估板(SQN1010-RD)进行系统测试，主要包括系统性能、发射机性能以及接收机性能指标等。测试结果表明基于SQN2010的WiMAX室外型微蜂窝基站可以满足设计指标要求。7.期刊论文钟险.金德鹏.ZHONGXian.JINDe-peng无线城域网接入系统信道估计方法性能分析-通信技术2007,40(8)从无线城域网IEEE802.16d协议和OFDM技术出发,首先分析IEEE802.16d协议规定的两种导频结构,并从理论上对这两种导频结构在不同城域网信道模型中的适用性进行研究,然后分别在两种导频结构的辅助下仿真分析相关信道估计方法的性能,最后根据仿真结果为IEEE802.16d系统在不同信道环境下选择适当的导频结构和信道估计方法给出建议.8.学位论文刘超基于DSP的OFDM调制解调器的设计与实现2007正交频分复用(OFDM)技术是当前移动通信领域的一项关键技术。OFDM技术具有很强的抗符号间干扰、抗多径衰落能力，适合在无线信道中传输高速的数据业务，因而倍受关注。OFDM采用了正交多载波技术，频谱利用率很高，目前已被应用于无线局域网、数字音频广播(DAB)、数字视频广播(DVB)系统中，并且有望成为第四代移动通信系统的核心技术。本文通过对OFDM理论基础的研究，综合比较了现有的无线通信网络协议规范，设计并实现了基于DSP的OFDM基带调制解调器。本文的研究方法是理论指导实践，实践验证理论，即用OFDM系统的基础理论作指导，参考现有无线网络标准，针对本设计的应用环境和硬件特征制定系统参数，设计基带处理算法，通过优化仿真，验证理论依据。最后，基于DSP评估平台搭建OFDM调制解调系统，设计基带处理的DSP软件模块并进行系统调试，进～步论证了OFDM系统的工作特点及其核心技术。文中首先详细分析了OFDM的基本原理和关键技术，包括IFFT调制解调、卷积编码与Viterbi解码、分组交织与反交织器、16QAM与QPSK数字编码、信道估计等OFDM调制解调算法模块。然