毫米波无线通信硬件损伤估计与补偿技术研究

发布时间：2017-03-27 20:19

  本文关键词：毫米波无线通信硬件损伤估计与补偿技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：毫米波技术的迅速发展与现代通信技术的日益成熟使毫米波通信系统逐渐在许多技术领域中得到运用,如卫星通信、无线局域网、防撞雷达。目前,毫米波无线通信技术作为5G关键无线技术之一,正吸引着众多关注。本文主要针对毫米波无线通信中的硬件损伤问题进行了研究,展开了包括以下几个方面的工作：首先,分析了毫米波无线通信的特点和应用,并对工作在45 GHz的IEEE 802.11aj这一毫米波无线通信协议进行了详细介绍。同时对各硬件损伤的研究方向和进展进行了讨论。然后,针对显著影响毫米波无线通信系统性能的几种典型硬件损伤,如直流偏移,功率放大的非线性失真,锁相环电路的相位噪声以及正交调制/解调器的I/Q失衡,本文确定了它们的基带等效模型以及模型参数。并将各个硬件损伤的基带等效模型加入到系统的链路仿真中,考察它们对于IEEE 802.11aj系统性能的影响。接着,总结了几种经典的I/Q失衡的估计与补偿算法,包括自适应法、盲估计法、训练序列法,并且给出了各种算法的优缺点分析。随后本文提出了一种新的自回环结构的I/Q失衡估计与补偿算法,仿真结果表明本文提出的算法在准确性和有效性方面均优于现有的经典算法,而且计算复杂度较低。最后,为了进一步贴近实际情况。本文提出了一种二步法对I/Q失衡和直流偏移进行联合估计与补偿。结合之前提出的自回环结构,先通过时域平均法消除直流偏移分量,再用训练序列法进行I/Q失衡估计与补偿。仿真结果表明联合补偿算法有效地消除了直流偏移和I/Q失衡对系统性能的影响。通过估计和补偿毫米波无线通信中的硬件损伤,本文为IEEE 802.11 aj WLAN协议的设计过程提供了一些指导和建议。
【关键词】：毫米波通信 硬件损伤 IEEE 802.11aj WLAN 自回环结构
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN928
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12
• 1.2 研究现状12-15
• 1.2.1 毫米波特性和应用12-13
• 1.2.2 毫米波无线通信IEEE 802.11aj13
• 1.2.3 硬件损伤估计与补偿的研究现状13-15
• 1.3 本文工作和论文结构15-18
• 第二章 毫米波无线通信硬件损伤18-32
• 2.1 非线性失真18-21
• 2.1.1 功率放大器的非线性失真数学模型18-21
• 2.1.2 功放非线性失真对系统性能的影响21
• 2.2 相位噪声21-22
• 2.3 直流偏移22-23
• 2.4 I/Q失衡23-30
• 2.4.1 发射机的I/Q失衡25-26
• 2.4.2 接收机的I/Q失衡26-27
• 2.4.3 频率选择性I/Q失衡27
• 2.4.4 I/Q失衡对系统性能的影响27-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 自回环结构的I/Q失衡估计与补偿32-48
• 3.1 传统的I/Q失衡估计与补偿方案32-37
• 3.1.1 自适应法32-33
• 3.1.2 盲估计法33-34
• 3.1.3 训练序列估计法34-37
• 3.2 自回环结构37-38
• 3.3 频域训练序列的设计38-40
• 3.3.1 训练序列的生成38-39
• 3.3.2 训练序列的PAPR值39-40
• 3.4 频率选择性收发联合I/Q失衡的估计与补偿40-46
• 3.4.1 频率选择性收发联合I/Q失衡的估计40-43
• 3.4.2 频率选择性收发联合I/Q失衡的补偿43-44
• 3.4.3 补偿方案性能仿真44-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 I/Q失衡和直流偏移的联合估计与补偿48-60
• 4.1 I/Q失衡和直流偏移的联合48-50
• 4.1.1 I/Q失衡和直流偏移的联合模型48-49
• 4.1.2 I/Q失衡和直流偏移对系统的联合影响49-50
• 4.2 I/Q失衡和直流偏移的联合估计与补偿50-58
• 4.2.1 I/Q失衡和直流偏移的联合估计50-56
• 4.2.2 I/Q失衡和直流偏移的联合补偿56
• 4.2.3 补偿方案性能仿真56-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 本文工作总结60
• 5.2 进一步工作展望60-62
• 参考文献62-68
• 致谢68-70
• 作者简介70-71

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本文编号：271033