无线通信体系中载波同步重要科技研究

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1、无线通信体系中载波同步重要科技研究第一章绪论本章首先简述了论文研究背景的发展现状与趋势，回顾了无线通信系统中载波同步技术的研究现状，分析总结出载波同步面临的一些问题，在此基础上提出了本论文研究的基本问题和主要目标，最后阐述了本论文的创新点、组织结构和内容安排。1.1研究背景回顾最近几十年科技发展的历史，无线通信领域无疑是发展最为迅速、对人类生产生活方式改变最大的几个领域之一。信息与通信产业是典型的技术含量高、产品附加值大的高新技术产业，已经成为世界各国的支柱产业。其中的无线通信技术已成为世界各国互相竞争的科技高地，世界各国都

2、投入了大量资源进行无线通信技术的研发及标准化工作。可以预见无线通信技术在未来相当长的一段时间内仍然会引领着世界科技的发展。无线通信技术在人们日常生活中随处可见，涵盖的范围也非常广泛，有不同的通信体系。如以蜂窝通信为代表的移动通信技术；以蓝牙、PSK(MultiplePhaseShiftKeying,MPSK)与高阶QAM(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)通信系统就广泛地使用了PFD进行载波同步[43]-[46]。传统Costas环的相位跟踪性能好，但频率捕获范围较窄[47]-[49]。文献

3、[48]将Costas环运用到扩频通信系统中可捕获的多普勒频移范围小于100KHz；文献[49]将Costas环与信道译码相结合进行低信噪比相位估计，但是不能进行频偏捕获。基于Costas环的PFD具有较好的性能，但是要将其应用到低信噪比条件下，还需要针对窗口及鉴相器对系统性能的影响进行理论分析，从而指导系统参数的设计。第三章低复杂度编码辅助载波同步....................50-743.1引言...................50-513.2编码辅助同步算法原理...................51-

4、613.3基于状态及窗口简化的低复...................61-683.4基于期望估值的编码辅助同步算法...................68-723.5本章小结...................72-74第四章编码与导频联合辅助载波同步...................74-894.1引言...................74-754.2系统模型...................75-764.3粗估计算法及离散导频结构...................76-834.4细同步算法....

5、...............83-844.5仿真结果及分析...................84-884.6本章小结...................88-89第五章频偏对协作多点传输系统性...................89-1015.1引言...................89-905.2系统模型...................90-915.3系统的SINR分析...................91-975.4系统容量损失分析...................97-1005.5本章小结.

6、..................100-101结论总结上文，本文的主要创新点为：1.证明了锁频锁相器中大窗口的捕获范围大，相位抖动小、但收敛速度慢。为了解决大窗口捕获速度慢的问题，在兼顾速度与稳态相噪抖动的前提下，提出了一种改进型锁频锁相器，并通过仿真验证了其可以在不增加稳态相噪的情况下提升同步速度。2.提出了两种低复杂度的编码辅助载波同步算法。第一种方法至少能将运算复杂度降低到原来的25%，但性能有微小损失。第二种算法的简化程度与计算窗口大小成正比，并且没有性能损失。3.推导出相关函数和粗估计算法被应用在等间隔导频结构

7、中时估计方差的统一理论表达式。得出了可以通过适当地调整导频的分段数来使得系统在估计精度与范围之间进行平衡的结论。4.推导出了存在多个残留频偏时P系统的SINR与容量损失函数的近似表达式。证明了当累加相位绝对值超过π时P系统的SINR降低到最低值，并且和速率损失也达到最大。5.推导出了协作MIMO系统中CRB界的显式表达式。提出了一种频偏估计器。初估计采用将接收信号与发送信号矩阵相关的方式来搜索频偏，细估计则采用基于并行干扰消除的梯度算法。该算法复杂度适中，不存在矩阵求逆运算。估计范围可达到[-0.50.5]，同时估计精

8、度比经典的多用户相关算法有1.5dB的改进。