ofdm遥测中同步技术的研究

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1、万方数据OFDM遥测中同步技术的研究独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国工程物理研究院或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字Et期：矽，y年嗍"1／o日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解并接受中国工程物理研究院研究生部有关保存、使用学位论

2、文的规定，允许论文被查阅、借阅和送交国家有关部门或机构，同时授权中国工程物理研究院研究生部可以将学位论文全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位黼糍：鬈雠导师虢彩缱签字日期：≯f矿年1／月1,o日签字Et期：乒口t?-年2-月刀日万方数据OFDM遥测中同步技术的研究摘要正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)由于其较高的频谱利用率，良好的抗多径性能，将成为下一代无线通信中一项核心技术，在未

3、来的遥测中也具有潜在优势。本文针对航空遥测中的无人机遥测，对OFDM同步技术进行了深入的研究，具体内容可概括为以下几个方面：首先，深入分析了基于循环前缀(CyclicPrefix，CP)同步算法存在的问题，发现不但多径干扰对这种算法性能会造成影响，而且符号定时误差也会对这种算法的载波频偏估计性能造成影响。在此基础上，给出了这种算法性能提高的解决途径。为进一步提高基于CP同步算法的性能，针对基于导频的符号定时细同步算法存在的不足，提出了一种基于星座点特征的符号定时细同步算法，该算法以星座点区域的能量为判决

4、依据，定义了一种新的定时尺度函数，通过对定时尺度的最大化得到定时偏移的估计值，该算法的定时尺度非常尖锐，不存在平台效应，也不存在高的旁瓣，可以实现精确的定时同步。其次，分析了已有训练符号类的同步算法，发现这些算法存在定时模糊且在多径信道下性能不佳。在此基础上，结合无人机遥测信道的特点，提出了两种新的基于训练符号的同步算法。第一种为基于重复共轭符号的同步算法，第二种为基于共轭对称符号的同步算法。设计了新的训练符号，定义了新的定时尺度函数，给出了符号定时偏移与载波频率偏移估计的表达式。两种算法均解决了定时模

5、糊问题，而且在多径信道下仍然具有良好的性能。第一种算法的最大频偏估计范围为±2个子载波间隔，第二种算法的最大频偏估计范围为±4个子载波间隔。然后，研究了基于数据子载波的频偏跟踪算法。根据子载波调制方式的不同，提出了两种盲频偏跟踪算法。第一种适用于子载波为二相相移键控(BinaryPhaseShiftKeying，BPSK)调制的OFDM系统，其中算法1通过对两个OFDM符号在时域或频域做互相关运算，利用得到的相位差估计载波频偏。算法2根据OFDM符号的共轭对称性来估计载波频偏。第二种适用于子载波为四相相

6、移键控(Quadri—PhaseShiftKeying．QPSK)或多阶正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，QAM)的OFDM系统，利用残留频偏会造成星座点发生相位旋转的这个特征，设计环路来跟踪残留频偏。两种算法均不需要导频等额外的辅助信息，不会浪费宝贵的带宽资源，而且计算复杂度都不高。最后，介绍了无人机遥测系统的硬件构成，在该系统平台上对提出的部分算法进行了实验验证。在此基础上，完成了无人机遥测基带部分收发信机的现场可编程门阵列(FieldProgrammable

7、GateArray,FPGA)程序设计，对基带收发信机进行了测试。并且对整个系统进行了实验，证明了OFDM在无人机遥测中的可行性。关键词：无人机遥测，正交频分复用，同步，符号定时偏移估计，载波频偏估计万方数据AbstractBecauseofhighbandwidthefficiencyandgoodanti．multipathinterfbrenceperfbⅡnance，OFDMwillbeakeytechnologyinthenextwirelesscommunicationsyStems，aJl

8、dhasthepotentlaladvantagesinunmannedaerialvehicles(UAV)telemetry．ThispaperstudiesthetechnologyofOFDMsynchronizationfortheUAVtelemetry,觚dtheparticularcontemsareasfollows：F’1。stly’theproblemsofpreviousalgorithmbasedoncyclicp