OFDM系统同步技术的研究

论文摘要

正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技术是宽带无线接入领域和下一代移动通信系统的核心技术,以其较高的频谱利用率、数据传输速率和抗多径衰落能力强等优点受到人们的广泛关注。而作为一种特殊的多载波调制方式,OFDM系统对定时误差和载波频率偏差十分敏感。因此,同步技术是接收机进行正常工作前的一项关键技术,对于系统的整体性能有着决定性的影响和重大意义。目前,同步技术作为OFDM系统中的关键环节,成为了现代通信领域中的研究热点。本文首先介绍了移动通信技术的发展,介绍了OFDM技术的发展历史以及系统同步的研究现状。在给出系统基本原理并分析同步误差对OFDM系统性能的影响基础上,详细介绍并论述了基于循环前缀、虚拟子载波的盲同步算法和基于训练序列的Schmidl所提出的符号定时和载波频率联合同步算法,针对定时同步峰值出现平缓段的问题,介绍了H.Minn提出的改进同步算法,并且以上各种算法分别进行了系统仿真和性能分析。在分析各种现有算法的基础上,本文提出了通过加入时域训练序列的改进同步算法。充分利用循环前缀（Cyclic Prefix）和训练符号中的相关信息进行符号定时,克服了此类算法的定时同步性能容易受到循环前缀影响的缺点,并且能够提高系统频率效率。通过在频偏估计中采用基于载波相位的方法,详细给出了粗频偏和细频偏估计的过程。仿真结果表明,在SNR>5的情况下,新方法的频偏估计性能优于传统的基于循环前缀及Schmidl等方法,劣于类MUSIC算法。而当SNR<5时,在减少计算量的同时,新方法估计性能甚至优于类MUSIC算法,即便在SNR=-3时,新方法的频偏均方误差仍能达到10-3,优于传统算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的发展
• 1.2 OFDM 技术的发展
• 1.3 OFDM 系统同步的意义及研究现状
• 1.3.1 OFDM 系统同步的意义
• 1.3.2 系统同步技术的研究现状
• 1.4 本文内容及主要工作
• 第二章 OFDM 系统基本原理
• 2.1 无线信道的传播特性
• 2.2 OFDM 系统简述
• 2.4 OFDM 系统参数的选择
• 2.5 OFDM 系统的主要缺点
• 2.6 同步偏差对OFDM 系统性能的影响
• 2.6.1 载波同步
• 2.6.2 符号定时同步
• 第三章 盲同步算法的研究
• 3.1 基于循环前缀的最大似然估计算法
• 3.2 利用虚子载波的类MUSIC 算法
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于数据辅助的同步算法
• 4.1 引言
• 4.2 Schmidl 算法
• 4.3 H.Minn 算法
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于数据辅助的改进同步算法
• 5.1 引言
• 5.2 基于时域训练序列的同步方法
• 5.2.1 时间定时同步
• 5.2.2 粗频偏估计
• 5.2.3 精频偏估计
• 5.3 仿真结果
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间的研究成果