【摘 要】
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为了满足宽带业务的需求,ETSI于2005年开始陆续推出TETRA版本2。TETRA系统在我国有广泛的市场和应用前景,但核心技术始终被国外厂商垄断,因此研究TETRA系统不仅可以带来巨大的经济效益,也是国家安全的必然要求。TETRA版本2通过物理层的一系列新技术来获得远高于TETRA的数据速率,其中最突出的技术就是多载波FMT。本文基于TETRA版本2中FCB帧结构研究相应的FMT系统同步算法,设
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为了满足宽带业务的需求,ETSI于2005年开始陆续推出TETRA版本2。TETRA系统在我国有广泛的市场和应用前景,但核心技术始终被国外厂商垄断,因此研究TETRA系统不仅可以带来巨大的经济效益,也是国家安全的必然要求。TETRA版本2通过物理层的一系列新技术来获得远高于TETRA的数据速率,其中最突出的技术就是多载波FMT。本文基于TETRA版本2中FCB帧结构研究相应的FMT系统同步算法,设计了基于SDR的硬件实现方案,最后基于FMT技术设计了自适应子载波带宽系统以及可变子载波数目系统作为对TETRA版本2的建议。将FCB帧中定时同步序列S和原型滤波的冗余数据一起作为新的同步序列可以获得比S更强的自相关性,基于这一特性设计了峰值检测的定时同步算法。利用FCB帧中频率同步序列经过调制后会在调制信号频谱上固定位置产生峰值的特点,提出一种新的基于同步训练序列频域特性的频偏估计算法。利用Matlab对上述算法进行仿真,结果表明本文提出的同步算法有更小的定时同步偏差以及更大的频偏估计范围。针对TETRA版本2系统特点,设计了在CPU/ARM通用硬件平台上基于SDR的硬件实现方案。为了减少定时同步算法耗费的时间,设计一种新的算法:将定时同步过程拆分为粗同步和细同步两个步骤,粗同步只做一个阈值判断,找到接收信号的大致范围,细同步负责找到帧头准确位置。这种方案省去了对噪声信号的移位相关操作,保证了数据的及时处理。同时采用多线程技术对系统进行优化。最后搭建硬件平台,在实际环境中对系统进行测试,验证了系统满足设计要求。说明任意子载波系统能够提高TETRA版本2带宽利用率、实现多用户共享带宽的理由,并提出自适应子载波带宽系统以及可变子载波数目系统。利用FMT各子载波相互独立的特点,分别设计了基于FMT的自适应子载波带宽系统和可变子载波数目系统的调制解调结构,并推导出系统参数的计算公式。最后利用Matlab对这两种系统进行仿真,验证了算法的可行性。
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