OFDM同步算法优化与研究

论文摘要

作为一种多载波调制技术,正交频分复用（OFDM）因为其优良的抗多径衰落,抗符号间干扰和抗突发噪声能力以及高频谱利用率和高速数据传输能力而受到广泛应用。然而,由于OFDM特殊的正交多载波调制特点,使得其对载波频偏和符号定时偏差相当敏感,如何较好地实现OFDM系统的同步成为决定OFDM系统性能好坏的关键问题。本文首先分析了OFDM技术的基本原理,其多载波调制的离散傅里叶实现,和保护间隔的填充形式,并给出了OFDM系统传输模型。在OFDM原理的基础上,详细推导了几种同步因素,包括载波频偏,符号定时偏差和样值定时偏差对OFDM系统性能的影响。并讨论了两种经典OFDM同步算法——基于循环前缀的最大似然估计（ML）算法和基于训练序列符号的时频联合同步算法,用Matlab做了算法仿真,并对其性能进行了分析。最后在分析现有算法的基础上,本文对地面国标中的TDS-OFDM做了同步设计。在符号定时方面,对传统的PN序列相关峰值算法做了改进,提出了一种基于阈值处理的PN序列相关多径能量和的符号定时同步算法,克服了原算法中对多径判别的不准确现象。在载波同步中,采用扫频估计和ML算法联合估计方案实现载波粗同步。仿真结果表明,改进算法能对符号第一径位置实现准确判断,优化了符号定时同步性能。而联合估计载波同步算法也达到了预期的系统载波频率捕获要求,实现了快速粗同步。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 OFDM 技术发展状况
• 1.2 OFDM 在数字电视领域的应用
• 1.3 课题研究背景与意义
• 1.4 论文结构和主要内容
• 2 OFDM 系统原理
• 2.1 OFDM 基本原理
• 2.2 OFDM 多载波调制实现
• 2.3 OFDM 符号形式与保护间隔
• 2.4 OFDM 系统传输模型
• 3 OFDM 同步技术
• 3.1 OFDM 同步类型
• 3.2 OFDM 同步因素分析
• 3.3 经典 OFDM 同步算法仿真与分析
• 4 基于DTMB 的TDS-OFDM 同步算法
• 4.1 TDS-OFDM 传输系统
• 4.2 帧同步算法及其优化
• 4.3 载波频率粗同步
• 4.4 同步算法仿真与结果分析
• 5 总结和展望
• 致谢
• 参考文献