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IEEE 802.16e是工作在2~6GHz频段支持移动性的宽带无线接入空中接口标准。制订IEEE 802.16e的目的是为了实现既能提供高速数据业务又使用户具有移动性的宽带无线接入解决方案。正交频分复用(0FDM)技术由于能有效对抗多径且具有较高的频谱利用率,被IEEE 802.16e采用,成为下一代移动通信系统的候选方案。
IEEE 802.16e要求系统在高速移动的情况下实现数据的高速率、高质量传输,这对OFDM系统的同步技术提出了更高的要求。因此本文重点研究工EEE 802.16e OFDM系统的无线移动通信信道和符号同步技术,并在picoChip平台上做出了实现。
首先本文介绍了IEEE 802.16系列标准和国内外的研究动态,并在分析IEEE 802.16e标准特点的基础上对OFDM技术进行了详细阐述,包括符号定时偏差和非理想信道对OFDM系统的影响,指出本文的研究重点。
接着,本文对无线移动通信信道进行了系统的介绍。包括其主要特征、多径衰落和多普勒扩展对其产生的主要影响以及无线通信信道的建模。同时,本节对存在多径效应和多普勒扩展的无线通信系统进行了建模和仿真。这部分还对IEEE 802.16工作组推荐使用的固定无线接入信道SUI模型进行了分析和建模、仿真,得到其主要特征。
其次,本文对OFDM同步系统中的符号同步算法进行了研究。详细分析了基于训练序列和基于循环前缀的两类典型符号同步算法。对比了以Schmidl和Cox的算法的和以Vande Beek的算法为基础的两类主流算法,这两类符号同步算法易于实现,计算量小,但都存在着相应的不足,文中分别针对各种算法指出了改进的建议并给出了实例。最后还对一种针对IEEE 802.16e OFDM256物理层的同步机制进行了评估,验证了同步算法在IEEE802.16e协议下的可应用性。
最后,本文还描述了OFDM同步系统的硬件实现,设计了基于picoChip平台实现IEEE802.16-2004 OFDM用户站(SS)物理层同步系统。这部分全面介绍了picoChip并行多核阵列处理器和开发平台的硬件系统组成;介绍了基于此平台进行系统开发的发流程:同时详细阐述了picoChip PC8620 SS的设计过程,包括系统的顶层设计,控制结构、同步系统设计和在同步系统中粗频偏估计和定时跟踪两部分同步算法的具体实现。
本文的最后一部分对全文作了总结,并针对前期工作中出现的问题以及未来的工作提出了展望。