ofdm中继协作通信系统同步技术研究

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1、OFDM中继协作通信系统同步技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李晓指导教师：吴玉成教授专业：通信与信息系统学科门类：工学重庆大学通信工程学院二〇一六年四月StudyonSynchronizationTechnologyofOFDM-BasedCooperativeRelaySystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiXiaoSupervisor:Prof

2、.WuYu-chengSpecialty:CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016中文摘要摘要中继协作通信系统由分布式多天线系统扩展而来，利用多用户协同工作解决了传统MIMO系统需要多根发射天线的问题，在无线通信中的应用极其广泛；在协作通信系统中引入正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)技术能够提供较高的数

3、据传输速率和频谱效率，增强抗多径衰落能力。系统的准确同步是OFDM中继协作通信系统实现数据正确传输的基础，OFDM技术的引入使得协作通信系统对同步偏差更敏感。中继节点间相互独立导致OFDM中继协作通信系统混合接收信号中包含多条独立链路的同步偏移量，传统OFDM同步方案不再适用。论文重点研究多径衰落信道环境下OFDM中继协作通信系统的精确定时同步和载波频率同步问题。论文主要工作有：①介绍了多径衰落信道下定时偏差及载波频率偏差对OFDM系统的影响，讨论了OFDM中继协作通信系统同步技术相比OFDM系统同步技术所面临的问题，探究了OFDM中继协作通信系统第一径

4、精确检测和载波频偏准确估计的必要性。②联合考虑OFDM中继协作通信系统定时同步技术和载波同步技术，设计低冗余度的前导帧结构同时完成第一径精确检测和载波频率同步，相比传统算法而言，同步前导帧减少了单独作为定时同步的部分。③针对传统OFDM中继协作通信系统精确定时同步算法多以度量函数的能量作为判决条件判决同步位置，使得算法同步位置为能量最强径而不是期望的第一径这一问题，论文提出一种基于加权CAZAC序列的第一径精确检测算法，算法根据噪声功率设置自适应门限实现第一径精确检测。仿真结果表明，论文所提方案在多径衰落信道下能实现第一径准确检测。④针对传统OFDM中继

5、协作通信系统频率同步在多径衰落信道中受散射分量干扰导致频偏估计精度不够，且频偏估计训练符号大多与定时同步训练符号不同的问题，论文在所设计帧结构上提出一种时频域联合的两步频偏估计算法。算法首先在时域利用定时度量函数分离各径冲激响应估计频偏，然后按最大比原则合并各径频偏估计值作为粗频偏估计值，最后将经过粗频偏值补偿后的时域信号变换至频域，提取频域正交导频进行残留频偏估计。仿真结果表明，论文所提的频率同步方案频偏估计均方误差性能优于传统算法。关键词：协作通信，OFDM，同步，频偏估计，第一径检测I英文摘要ABSTRACTExpandedfromdistribu

6、tedmulti-antennasystems,byusingmultiusercollaboration,thecooperativecommunicationsystemsolvestheproblemoftraditionalMIMOsystemsrequiringmultipletransmitantennas,thusthecooperativecommunicationsystemhasbeenwidelyappliedinwirelesscommunication.IntroductionofOrthogonalFrequencyDivis

7、ionMultiplexing(OFDM)intocooperativecommunicationsystemcanprovidehigherdataratesandspectralefficiency,andenhancethecapabilityofanti-multipathfading.AccuratesynchronizationofthesystemisthebasisforcooperatingwithOFDMcommunicationssystemtomakecorrectdatatransmissions;theintroduction

8、ofOFDMenablescooperativecommunicationsys