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OFDM信号识别与参数估计

生成春  
【摘要】: 随着通信技术的发展,各种调制方式也日趋复杂多样。为了更好地掌握无线电频谱利用情况,无线电频谱管理部门和国家安全部门必须对通信信号进行监控。通信信号的识别与参数估计对于上述无线电频谱监测和非协作通信都具有重要意义,它可以为后续的解调处理、通信网分析、用户判定甚至是电台细微特征识别提供支持。信号识别与参数估计就是在复杂的电磁背景下,从噪声和干扰中判定信号并对其进行分类,然后对信号进行参数估计与调制方式的判别。 近年来,随着认知无线电技术的发展和现代信号处理技术的进步,人们对不同类型的调制识别特别是单载波串行信号调制识别与参数估计进行了大量的研究,也取得了大量的理论和实践成果,但是关于多载波特别是OFDM信号的识别和参数估计的研究进行得较少。基于上述原因,同时结合实际工作需要,本文对多载波信号的识别与参数估计进行了研究。主要工作和研究成果包括: 1.对OFDM信号特性进行了分析。OFDM是目前比较先进的一种通信体制,为了更好地研究其信号识别与参数估计的技术,有必要对其特性进行分析。本文简要分析介绍了OFDM的基本原理,从中提取了OFDM信号典型的频域特征,为OFDM信号的识别奠定基础。以实际通信系统为例分析了OFDM通信系统的基本特性,提出了以OFDM子载波间隔、子载波数目、子载波起始和终止频率为基本参数的OFDM信号参数估计可能的步骤。 2.对OFDM信号识别与参数估计的算法进行了仿真试验。本文以实际OFDM系统的各种性能参数分析归纳为基础给出了后续各种算法仿真的条件和仿真环境,分别详尽地阐述了基于信号幅度谱的OFDM与单载波串行信号分类算法、基于信号幅度谱和信号自相关的OFDM子载波参数盲估计算法、基于子载波瞬时幅度的OFDM子载波调制估计算法、改进的基于星座统计的OFDM信号子载波调制方式识别算法,并对这一系列算法进行了仿真试验。仿真结果显示这一系列算法能够满足OFDM信号的信号识别与参数估计的要求,且具有直观、运算量小的优点。 3.给出了整体算法流程并以此为基础研发了一个OFDM信号的自动识别与参数估计程序。针对本文提到的各种算法,给出了OFDM信号识别和参数估计算法的流程,以该算法流程为蓝本自主研发了一个关于OFDM信号的自动识别和参数程序,并对算法中的一些细节进行了说明。应用实际信号对该程序进行了性能测试,测试结果表明,该系列算法和程序是有效且实用的,该程序可以用于实际OFDM信号识别与参数估计。


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