OFDM频偏校正算法研究与仿真

论文摘要

正交频分复用(OFDM)技术可以在无线信道中实现高速数据传输,是移动通信领域的关键技术之一,以其高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力,在无线通信领域得到广泛应用,它将是未来无线宽带接入系统的基本技术之一,具有广阔的市场前景,并且有望成为第四代移动通信系统的核心技术。载频偏移问题是OFDM系统的突出缺点,它使系统信噪比下降,破坏子载波之间的正交性,带来严重的子信道间干扰(ICI),严重影响系统性能。本论文围绕在理论和实践上有广泛意义的三大类频偏校正算法：基于循环前缀的最大似然估计算法、数据辅助即基于导频符号估计算法和非数据辅助即盲估计算法展开如下研究：概述了OFDM的产生和发展,以及其原理、特征和关键技术,从各种同步误差对系统性能影响着手进行理论推导,对频率偏移对系统性能影响的加以分析,并对频偏影响仿真分析。列举OFDM各类同步算法的代表性算法,并进行简明扼要的介绍和分析。详细分析了基于前缀的同步算法,以其经典算法—ML算法为例,分析了其估计方法理论,并在不同信道下进行了模拟仿真。在ML算法和集相关算法的基础上,本文提出了新的改进算法,并在多径信道中予以模拟仿真。深入研究数据辅助即基于导频符号估计＼算法的经典算法S&C算法及其改进算法,对性能进行比较和在不同信道下进行模拟仿真,并在此基础上提出自己的改进算法。对盲同步算法进行分类,并简要介绍基于子空间类的MUSIC算法和ESPRIT算法,而对基于循环平稳特性的盲同步算法进行详细地描述分析,提出了其算法的优点和不足。最后,对适用环境相似S&C算法、Kim算法、S&C算法的本文改进算法及循环平稳特性的盲同步算法进行仿真,并对其性能加以分析比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 OFDM的产生和发展
• 1.1.2 串/并变换
• 1.1.3 子载波调制
• 1.1.4 调制与解调
• 1.2 课题主要研究内容及意义
• 1.3 论文的组织结构
• 第2章 OFDM系统同步性能及同步算法
• 2.1 同步误差分析
• 2.1.1 各种同步误差对系统性能影响的理论推导
• 2.1.2 频率偏移对系统性能影响的分析
• 2.1.3 频偏影响仿真分析
• 2.2 OFDM同步算法
• 2.2.1 基于循环前缀的同步算法
• 2.2.2 数据辅助型同步算法
• 2.2.3 盲同步算法
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于循环前缀同步算法研究及性能分析
• 3.1 基于循环前缀的最大似然估计算法
• 3.1.1 ML算法系统模型
• 3.1.2 ML估计方法理论分析
• 3.1.3 不同信道条件下最大似然同步算法性能分析
• 3.2 最大似然同步算法的改进算法
• 3.2.1 改进算法理论分析及流程图
• 3.2.2 改进算法性能仿真
• 3.3 本章小结
• 第4章 数据辅助型同步算法研究及性能分析
• 4.1 S&C算法分析
• 4.1.1 S&C算法描述
• 4.1.2 S&C算法仿真
• 4.2 Kim算法分析
• 4.2.1 Kim算法框图
• 4.2.2 Kim算法描述
• 4.2.3 Kim算法仿真
• 4.3 本文改进算法
• 4.3.1 算法描述及流程图
• 4.3.2 性能仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 盲同步算法研究及性能比较
• 5.1 盲同步算法分类
• 5.2 基于子空间类算法
• 5.3 利用信号循环平稳特性的盲同步算法分析
• 5.3.1 系统描述
• 5.3.2 算法理论分析
• 5.3.3 仿真性能分析
• 5.4 几种算法的比较分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢