OFDM系统中载波频偏估计和校正算法的研究与实现

论文摘要

由于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术之中载波之间相互正交，OFDM系统相比于单载波通信系统对载波同步异常敏感。收端的载波同步必须非常准确，否则就会产生载波间干扰（Inter-Carrier Interference），大大影响通信的质量。本文首先简要介绍了OFDM技术在移动通信技术中的发展现状，然后说明了OFDM技术的基本原理以及OFDM系统中的关键技术，技术优势和难题，接着分析了载波频率偏差（Carrier Frequency Offset）对系统造成的影响，并通过Matlab仿真，对Schmidl算法，Huh算法和Fang-Moose算法等三种载波频偏估计（CarrierFrequency Offset Estimation）算法的性能进行了详细仿真和比较。最后，介绍原有的系统方案，并根据仿真结果选出最佳算法对原有的系统方案中的帧结构、同步算法和频偏估计算法等进行了调整和修改，并完成调试，取得了很好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 OFDM技术的发展与应用现状
• 1.2 OFDM技术在无线应用中的特点
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 OFDM系统的基本原理
• 2.1 OFDM调制和解调的原理
• 2.1.1 调制解调的数学表达
• 2.1.2 OFDM系统中调试解调的实现方法
• 2.2 OFDM的保护间隔和循环前缀
• 2.3 加窗技术
• 2.4 OFDM系统的典型模型
• 第三章 频偏估计与校正算法的研究
• 3.1 CFO产生的原因
• 3.2 CFO对OFDM系统的影响
• 3.2.1 CFO造成ICI
• 3.2.2 CFO对信噪比的影响
• 3.2.3 星座图旋转
• 3.3 频偏估计算法
• 3.3.1 频偏估计算法的研究分类
• 3.3.2 Moose的最大似然估计算法
• 3.3.3 Schmidl的频偏估计算法及Park改进
• 3.3.4 Huh的频偏估计算法---Schmidl算法的改进
• 3.3.5 Fang的频偏估计算法
• 3.4 小结
• 第四章 频偏算法与OFDM系统的仿真
• 4.1 系统参数和算法选择
• 4.1.1 OFDM系统的主要参数
• 4.1.2 系统的帧结构
• 4.1.3 选择频偏算法
• 4.1.4 频偏算法的评价标准
• 4.2 仿真过程
• 4.2.1 基于中频的调制解调器结构框图
• 4.2.2 基带数据帧的生成
• 4.2.3 上变频采样
• 4.2.4 信道
• 4.2.5 下变频采样
• 4.2.6 频偏估计与帧同步
• 4.2.7 相位补偿
• 4.2.8 差分解调
• 4.3 仿真性能比较
• 4.4 仿真总结
• 第五章 频偏估计和校正算法在硬件板卡上的实现
• 5.1 硬件板卡资源说明
• 5.2 频偏估计算法的FPGA实现
• 5.2.1 频偏估计算法的选择
• 5.2.2 Huh算法实现的结构框图
• 5.2.3 小数倍频偏估计
• 5.2.4 整数倍频偏估计
• 总结语
• 致谢
• 参考文献