混合载波通信系统同步技术研究

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1、硕士学位论文混合载波通信系统同步技术研究RESEARCHONSYNCHRONIZATIONTECHNOLOGIESOFHYBRIDCARRIERCOMMUNICATIONSYSTEM刘井安哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN929.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文混合载波通信系统同步技术研究硕士研究生：刘井安导师：沙学军教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:T

2、N929.5U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSYNCHRONIZATIONTECHNOLOGIESOFHYBRIDCARRIERCOMMUNICATIONSYSTEMCandidate：LiuJinganSupervisor：Prof.ShaXuejunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeri

3、ngAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来，一种加权类的分数傅里叶变换(WeightedFractionalFourierTransform,WFRFT)作为一种能够在时频域分析数据的数学工具被引入到通信系统中，由于这种变换的特殊性而形成了一种混合载波通信系

4、统(HybridCarrier,HC)，该系统在信息传输时同时包括了单载波(SingleCarrier,SC)和多载波(Multi-Carrier,MC)通信，能够实现信号在时频域上的传输，在特性上融合了单载波通信系统和多载波通新系统的特性。由于混合载波通信系统同时包含了单载波通信和多载波通信，因此其通信性能相对于传统的通信系统会发生相应的变化。传统的多载波通信系统为OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)系统而单载波通信系统为SC-FDE(SingleCarrierFrequ

5、encyDomainEqualization)系统。OFDM系统的符号由多个正交的子载波信号叠加构成，子载波之间的正交性对于OFDM系统来说至关重要，因此OFDM系统主要问题之一就是对频偏误差非常敏感。SC-FDE系统对定时误差非常敏感，这是因为其符号判决是在时域上进行，其接收端有更高的同步精度要求。由于混合载波通信系统同时包含了多载波通信和单载波通信，其势必也要面临两种载波体制的问题。本文将主要研究混合载波通信系统同步技术的研究。文章首先对WFRFT这种数学理论进行了分析总结，之后给出了基于WFRFT的混合载波通信系统的系统

6、模型，并对混合载波通信系统的时域信号进行分析，给出了时域信号的波形图、信号的星座图和信号的功率谱。其次，文章分析出了定时误差对混合载波通信系统的影响，并且以仿真分析和数学推导的方式展示出了其影响。进而文章分析了传统定时算法，并根据传统算法的优缺点设计了一种改进的算法，从仿真可以看出该算法能够在获得精确的定时同步的同时具有较小的计算量。最后，文章分析出了载波频偏对混合载波通信系统的影响，并且以仿真分析和数学推导的方式展示出了其影响。进而文章分析了传统的频偏估计算法，并根据传统算法的优缺点设计了一种改进的算法，从仿真可以看出该算法

7、能够在有定时误差的情况下仍然能够获得较好的频偏估计。相对于传统算法能够取得更好的通信性能。关键词：加权分数傅里叶变换；混合载波通信；定时同步；频偏估计I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInrecentyears,akindofweightedfractionalFouriertransform(WFRFT)isintroducedtocommunicationsystemasamathematicaltooltoanalysisdatainthetime-frequencydomain,duetotheparti

8、cularityofthetransformation,akindofhybridcarrier(HC)communicationsystemcameintoreality.Weighted-typeFractionalFourierTransform(WFRFT)isane