OFDM系统同步技术研究

论文摘要

OFDM是一种高速多载波传输方案,具有抗多径衰落的能力和极高的频谱利用率,作为一种新一代移动通信(B3G或4G)技术,己经引起广泛关注并被成功地应用于宽带无线数字通信标准。与单载波系统相比,OFDM系统存在多个正交子载波,导致同步误差不但会引起符号间干扰,还会引起信道间干扰。因此,同步是OFDM系统的关键技术。本文主要研究OFDM传输系统的同步技术。本文首先介绍了课题的研究背景:包括OFDM的发展历程、应用、优缺点,并对已有的OFDM系统的同步算法文献作了简要回顾;其次,讨论了OFDM系统的基本原理:包括OFDM的基本思想、调制与解调原理、保护间隔及循环前缀、系统模型,并对OFDM系统的关键技术做了介绍;然后,通过理论推导与计算机仿真分析了OFDM的同步原理及两种主要同步误差(频率偏差、定时偏差)对系统性能影响;接着,重点分析了OFDM系统定时同步和频率同步的几种传统算法,即基于循环前缀和基于辅助数据的同步算法,并通过仿真分析比较了各自在AWGN信道和多径衰落信道下的估计性能。在对已有同步算法研究的基础上,提出了一种循环前缀和重复PN序列相融合的OFDM频率同步改进算法。此方法利用重复PN序列作频率粗同步,利用循环前缀作频率精同步。这种方法与仅仅使用重复PN序列方法相比,有效的提高了估计性能,克服了大频率偏移估计范围与高精度不能兼顾的缺点。通过仿真验证分析,可以看到在AWGN信道和多径衰落信道下频率同步的性能都大大提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 OFDM技术的发展现状
• 1.1.2 OFDM技术的应用
• 1.1.3 OFDM系统的优缺点
• 1.2 OFDM系统同步算法研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 OFDM原理及关键技术
• 2.1 OFDM基本原理
• 2.1.1 正交频分复用（OFDM）的基本思想
• 2.1.2 OFDM的调制和解调原理
• 2.1.3 OFDM的保护间隔和循环前缀
• 2.1.4 OFDM的系统模型
• 2.2 OFDM的关键技术
• 2.3 本章小结
• 第3章 同步误差对 OFDM系统性能影响
• 3.1 OFDM系统的同步要求
• 3.2 OFDM系统的同步原理
• 3.3 OFDM系统中同步偏差的影响
• 3.3.1 载波频率偏差的影响
• 3.3.2 符号定时偏差的影响
• 3.4 仿真及分析
• 3.4.1 载波频率偏差影响仿真
• 3.4.2 符号定时偏差影响仿真
• 3.4.3 结论
• 3.5 本章小结
• 第4章 OFDM同步算法研究
• 4.1 基于循环前缀的同步算法
• 4.1.1 ML算法
• 4.1.2 改进算法
• 4.1.3 仿真分析
• 4.2 基于辅助数据的同步算法
• 4.2.1 P.MOOSE算法
• 4.2.2 Schmidl&Cox算法
• 4.2.3 利用导频实现载波同步算法
• 4.3 本章小结
• 第5章 基于训练序列的频率同步改进算法
• 5.1 系统模型
• 5.2 算法描述
• 5.3 仿真分析
• 5.4 结论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢