单载波频域均衡(SC-FDE)技术,不仅可以有效对抗信道的频率选择性衰落,实现高速率、大容量的通信传输,而且能够避免单载波时域均衡(SC-TDE)复杂度大和正交频分复用(OFDM)技术峰平比高的不足,是宽带无线接入系统物理层的重要组成技术。近5年来,关于单载波频域均衡的讨论日渐增多,并且已经被纳入IEEE802.16(WIMAX)标准中。然而目前对SC-FDE的研究大多还只是集中在理论仿真阶段,很少有实际的系统实现。 本文建立了一个完整的SC-FDE仿真系统,并给出各部分算法的性能评估。为建立这个仿真系统,文章研究了各部分的关键技术:帧同步和采样偏差估计、载波频偏估计和跟踪、频域均衡等算法。作者提出了一种改进的用于符号定时的算法,它可以获得准确的符号起始位置,便于后续信号处理,仿真结果证明其较传统方法,能获得更加精确的符号定时位置,改善系统的性能。 本文基于软件无线电平台,进行了SC-FDE系统的FPGA硬件实现,完成了系统的发射机,并且实现了接收端的各模块测试,初步建立了一个SC-FDE的实现系统。实际系统接收端的整体联调还在进行过程中,本文即对作者硕士阶段的一部分研究工作做一个小结。 本文的章节内容安排如下: 第一章,介绍了SC-FDE技术的研究历史和发展概况,总结了作者硕士阶段的科研情况及本文的主要工作。 第二章,详细讨论了SC-FDE的原理,分析了其在下一代无线通信中应用的性能,以及与OFDM技术的对比,为设计合理可行的单载波频域均衡系统提供了可靠的理论保证。本章还分析了无线通信的信道环境。 第三章,基于前一章的理论分析,首先进行了无线信道的仿真,然后对SC-FDE系统各个模块讨论不同的算法,进行仿真并分析、优化。最终,给出整个系统的仿真方案、误码性能分析以及与OFDM仿真系统的对比结果,为下一章硬件实现提供了算法的仿真依据。 第四章,作为这一研究过程中较为前瞻性的一步,在前文的理论和仿真基础上,实现了初步的SC-FDE系统的发射机和接收机各个模块,目的是进行完整的系统验证,并利用模块化的设计和灵活的接口,以备将来的扩展,以及与其他传输方式的兼容。 最后,在回顾本文内容的基础之上,针对文章的理论分析和仿真结果,结合实际系统硬件实现中遇到的问题,探讨今后的改进方法。