摘要：近年来,随着各国对海洋资源开发的高度重视,对于高速水声通信系统的研究迫在眉睫。正交频分复用(Orthogonal...近年来,随着各国对海洋资源开发的高度重视,对于高速水声通信系统的研究迫在眉睫。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术由于其子载波之间相互正交,具有很高的频谱利用率,同时OFDM具备较强的抗多径干扰能力,能够很好地适应水声信道环境下可用带宽窄、多径时延严重等特点。但是,OFDM技术对同步偏差比较敏感,同步算法的准确性将直接关系到OFDM系统性能的好坏。本文主要研究水声OFDM系统中信号帧的检测与同步算法,主要工作如下:1.介绍了水声信道的特性和OFDM的基本原理,并简要分析了同步偏差对OFDM性能的影响。2.对OFDM系统中滑动双窗口能量检测的虚警概率与检测概率进行了理论推导,通过仿真与滑动单窗口的性能进行了对比,最后模拟了两种方法在信号检测过程中性能指标的变化情况,结果表明双窗口能量检测的阈值受信号和噪声影响小,实用性更强。3.探讨了基于自相关和互相关运算的OFDM经典定时同步算法,并对其性能进行了分析。针对互相关定时同步算法对频偏比较敏感的特点,提出了一种基于调频信号的定时同步算法,通过设计特定的导言结构消除了载波频偏的影响。新算法可以直接对基带过采样数据进行定时同步,仿真结果表明算法具有较好的定时性能。4.将信号检测与定时同步相结合,提出了一种适用于实际水声通信系统的帧同步与多普勒补偿方案。通过对千岛湖实验数据进行分析,验证了方案的同步补偿性能。更多还原显示全部
摘要：近年来,随着无线技术的迅猛发展,LTE系统已经发展的非常成熟并且大规模商用。而与此同时,国内的高铁发展的...近年来,随着无线技术的迅猛发展,LTE系统已经发展的非常成熟并且大规模商用。而与此同时,国内的高铁发展的如火如荼,高铁网络几乎可以遍及各个地级市,高铁上的移动用户也越来越多。目前在铁路无线网中,采用的还是铁路移动通信全球系统(GSM-R)的网络,该网络已经满足不了日益增长的高铁通信的需求,因此下一代铁路通信系统LTE-R(LTE for Railway)的推行也已经迫在眉睫。在高铁运行过程中,最高时速可能大于300km/h,这种快速移动会产生较大的多普勒频移。而OFDM系统本质上是多载波系统,频率偏移会破坏子载波间的正交性,引入符号间干扰(ISI)和子载波间干扰(ICI),所以如何快速的进行频率估计并作出频率补偿是高铁信道环境下通信的一个重要的问题。本文将就高铁信道环境下,定时误差和频率误差如何影响LTE同步过程给出详细的分析和仿真,并指出影响同步过程的关键因素。由于高铁环境的多变性,仿真中对于信道的选取就尤为关键。本文将完成的主要工作如下:1.研究OFDM系统的原理,以及同步对OFDM系统性能的影响,介绍LTE中所使用的帧结构和同步序列。2.利用Matlab工具对传统非高铁环境下的LTE定时同步过程和频率同步过程进行仿真。研究了各种典型的定时同步算法和频偏算法,对比其设计思想和性能差异。3.针对高铁的快速移动产生的多普勒频偏效应,在莱斯信道的基础上,针对不同的K因子和同步算法给出仿真和性能对比。提出了一种改善后的频偏同步算法,针对现在接收端能够调节本振的原理,通过计算一段时间的频偏平均值,直接当做本振产生的频偏并对本振进行补偿,给出改善前后的性能对比。更多还原显示全部
