新一代移动通信系统移动终端速度估计技术研究

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1、东南大学硕士学位论文新一代移动通信系统移动终端速度估计技术研究姓名：蒋登峰申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：樊祥宁20060320摘要随着移动通信的发展，新一代移动通信(B3GBeyond3“Generation)系统已逐渐成为研究与开发的热点。正交频分复用(OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术具备频谱利用率高、抗多径能力强、带宽扩展性好等优点，是新一代移动通信系统中最有竞争力的技术之一。移动终端的速度或最大多普勒频移是新一代

2、移动通信系统的重要参数，能应用于无线资源管理、切换以及接收机物理层性能优化等领域。本文主要研究了OFDM系统中的移动终端速度估计技术。论文首先分析了信号在无线传输中所经历的时频选择性衰落特性，推导介绍了单载波系统中基于接收信号的经典速度估计方法：电平通过率法(LCR,LevelCrossingRate)、零通过率法(zcKZeroCrossingRate)和协方差近似法(coy,COVarianee)等。在此基础之上，通过分析OFDM系统的信道模型与信道估计，提出了基于OFDM系统的速度估计方案；

3、方案以OFDM系统的信道估计作为速度估计的输入，应用单载波系统经典速度估计原理，实现了OFDM系统的速度估计。据此估计方案，给出了基于OFDM系统LCR、ZCR及COV速度估计的实现步骤，比较分析了三者在加性白高斯噪声(AWGN．AdditiveWhiteGaussianNoise)信道中的性能，还根据性能分析提出了改进的应用。论文提出了通过调节协方差计算间隔来降低误差的基于COV的精确速度估计。通过对AWGN信道下的COV速度估计精确建模，数值分析了协方差计算间隔对COV算法本身精度及噪声因子的

4、影响；根据分析的结果，以归一化平均误差最小为目标对估计算法进行了改进，获得了基于COV的精确速度估计；最后还对算法的可行性进行了讨论。从应用出发，论文还对提出的基于OFDM系统的速度估计方案用Verilog语言完成了现场可编程门阵列(FPGA，Field-ProgrammableGateArrays)设计。FPGA设计中，采用等效算法。优化了速度估计算法中的数值计算，降低了实现的复杂度。最后设计实现了实验验证系统，对FleA设计进行验证，为后续开发建立平台；通过软硬件联调，实测的结果验证了Flea

5、设计的正确性。关键字：正交频分复用，速度估计，电平通过率，零通过率，协方差函数，FPGA东南大学硕士学位论文AbstractThenextgenerationorbeyond3“generation(B3G)systemshavebecomeoneofthehottestareasinthefieldofmobilecommunications．Thebandwidthefficiency,multi-pathrobustnessandexpandabilityleadsorthogonalfre

6、quencydiv扫ionmultiplexing(OFDM)tobeoneofthemostcompetitivetechnologiesinnextgenerationmobilecommunicationsystems．Estimationofthemobileterminals(MTs)velocityor,equivalentty,themaximumDopplerspread，isusefulinimprovingnetworkcontrolalgorithms，suchashando

7、fforcell—layer-assignment,andnecessaryfortheoptimaltuningofparametersforsystemsthatadapttochartgingchannelconditions．ThisdissertationfocusesonvelocityestimationinOFDMmobilecommunicationsystems．Firstly,thetime—frequencyfadingwhichthesignalundergoesinwi

8、relesscommunicationsisintroduced,andthreetypicalmethodsofveloeityestimationforsingleCmTiersystem，zero-crossingrate(zcR)，level-crossingrate(LCR)，andeovariancefunction(cov)，arepresented．AveloeityestimatorforOFDMorothermulti-carriersystemsispropo