L-DACS1系统的OFDM时频同步技术研究

发布时间：2017-05-02 22:13

  本文关键词：L-DACS1系统的OFDM时频同步技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着航空通信数据传输业务的日益增长,现有的通信系统将无法满足未来高速率、高宽带的要求,因此EUROCONTROL提出了L-DACS1,并将其作为未来航空通信的备选方案。L-DACS1系统采用OFDM技术,其频谱利用率较高,抗多径性能较好,因此被广泛关注。然而,基于OFDM技术的通信系统对符号定时偏差和频偏非常敏感,这些偏差可能会引入符号之间干扰和子载波之间干扰,从而导致系统的整体性能急剧下降。加上L-DACS1系统机载站点与地面站点之间相对速度较快,产生的多普勒频移较大,信道及干扰等较为复杂,因此,研究可靠的符号定时算法和频率同步算法实现准确的时频同步,有较为重要的学术意义及实用意义。本文主要包含以下几部分内容:1、介绍了民航通信发展,对无线信道和L-DACS1系统做了简要介绍。接着通过理论推导和计算机仿真相结合的方式,详细分析了符号定时偏差、频率偏差和采样偏差对系统产生的影响,并给出了相关的仿真图,以进一步说明准确的符号定时和频率同步对L-DACS1系统的重要性。2、对OFDM系统的几种符号定时算法进行了研究,通过理论分析与计算机仿真相结合的方式,分析了各种算法的优缺点及应用场景等。接着针对L-DACS1系统同步序列的特殊结构和同步场景,提出了一种基于SC算法的改进算法。通过对原算法滑动窗和归一化函数进行改进,解决了原有算法的定时模糊性问题,使得定时精度更高,能适用于L-DACS1系统的符号定时同步,并通过理论分析与仿真相结合的方式进行了验证。3、对一些基于时域和基于频域的频率同步算法进行了研究,通过理论分析和计算机仿真,研究对比了各算法的频偏估计范围、估计精度。在此基础上,结合L-DACS1系统的同步序列结构,找出了一种能够较好地适用于L-DACS1系统频率同步的方法。4、提出了一套适用于L-DACS1系统的时频同步方案。首先,采用改进的SC算法来实现粗符号定时同步,接着实现小数部分频率偏移同步,然后实现整数倍频率偏移同步,最后通过本地相关法实现符号定时的细同步。通过理论分析和MATLAB仿真,验证了该同步方案的同步性能基本达到系统的要求,能够适用于L-DACS1系统的时频同步。
【关键词】：L-DACS1 符号定时 频率同步 OFDM
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53;V243.1
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 民用航空通信发展8
• 1.2 L-DACS1 简介及链路同步问题8-9
• 1.3 课题研究意义及国内外现状分析9-10
• 1.4 本文的主要工作及内容安排10-12
• 2 无线信道及L-DACS1 系统介绍12-18
• 2.1 无线信道的基本理论12
• 2.2 L-DACS1 系统介绍12-16
• 2.2.1 L-DACS1 物理层简介12-13
• 2.2.2 帧结构简介13-16
• 2.3 本章小结16-18
• 3 定时偏差和频偏对L-DACS1 系统的影响18-30
• 3.1 L-DACS1 的同步18-19
• 3.2 符号定时偏差的影响19-24
• 3.3 频率偏差的影响24-28
• 3.4 采样偏差对L-DACS1 系统的影响28
• 3.5 本章小结28-30
• 4 OFDM符号定时同步和频率同步算法研究30-58
• 4.1 符号定时同步30-39
• 4.1.1 基于CP的同步技术30-31
• 4.1.2 基于同步序列的符号定时31-39
• 4.2 改进的符号定时算法39-50
• 4.2.1 SC改进算法40-42
• 4.2.2 SC改进算法的仿真及性能分析42-44
• 4.2.3 能量差分改进算法44-45
• 4.2.4 能量差分改进算法的仿真及性能分析45-46
• 4.2.5 时域四重复SC改进算法46-49
• 4.2.6 时域四重复SC改进算法的性能分析49-50
• 4.3 频率同步50-56
• 4.3.1 时域频偏估计技术51-52
• 4.3.2 频域频偏估计技术52-54
• 4.3.3 仿真及性能分析54-56
• 4.4 本章小结56-58
• 5 L-DACS1 联合时频同步方案设计58-70
• 5.1 粗定时同步59-61
• 5.2 小数倍频率偏移估计61-63
• 5.3 整数倍频率偏移估计63-64
• 5.4 细定时同步64
• 5.5 仿真及性能分析64-69
• 5.6 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-76
• 附录76

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本文编号：341794