适用于航空信道的OFDM收发关键技术实现研究

【类型】学位论文

【作者】周鹏 

【关键词】 航空通信 OFDM 带外功率抑制 PAPR抑制 同步

【摘要】随着民航业的快速发展,以及军事飞机战场战术的日益丰富,现有的航空通信系统已经不能满足航空通信对通信容量的需求。为了解决这一问题,人们提出了将高频谱利用率的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信系统应用于航空通信当中。但是,OFDM通信系统具有带外功率较高、PAPR(Peak to Average Power Ratio)较高、对频率偏移敏感的固有缺点。而航空通信的特殊应用场景与信道特点决定了航空通信系统需要具备低的PAPR特性并且能够鲁棒地适应高频偏的航空信道。针对上述问题,本论文研究了将OFDM应用于航空通信系统中的关键技术实现,包括:OFDM系统的带外功率抑制、PAPR抑制、同步。同时,本论文还针对特定硬件平台研究了上下变频的实现技术。论文的主要内容为:1.对于使用时域加窗结合频域闲置子载波的方法进行带外功率抑制的方法,本文研究了参数优化设计的方法,提出了一组传输效率优化的参数值,能够在达到带外功率抑制效果的同时获得较高的传输效率,并且在FPGA上实现了该带外功率抑制方案。2.针对特定硬件平台的特点,基于减少硬件资源开销的原则,本文提出了适合该系统的的上、下变频方案,确定了DAC芯片的设置参数、ADC芯片的采样率以及数字上采样的方案,并且在FPGA中实现了该方案。3.对于使用噪声成型算法进行PAPR抑制的方法,本文提出了在3.5倍过采样下进行PAPR抑制而不会产生深采样后PAPR回升的现象,同时提出了一组成型滤波器的优化参数值,能够在不明显降低EVM及PAPR性能的情况下减少滤波器阶数,并在FPGA中实现了该PAPR抑制方案。4.对于存在干扰且具有较大频率偏移的航空信道,本文提出了使用本地序列互相关的方法来进行同步的方法,将干扰频段的频谱区间序列值置零再经过IFFT运算得到时域数据,最后对时域数据加窗得到本地序列。仿真结果表明:该方法能在强干扰、大频偏下准确地进行定时同步和频率同步。并在FPGA上的实现了该同步方案。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】电子科技大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王军

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