OFDM遙測中同步技術(shù)的研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）由于其較高的頻譜利用率，良好的抗多徑性能，將成為下一代無線通信中一項核心技術(shù)，在未來的遙測中也具有潛在優(yōu)勢。本文針對航空遙測中的無人機(jī)遙測，對OFDM同步技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，具體內(nèi)容可概括為以下幾個方面:
　　首先，深入分析了基于循環(huán)前綴(Cyclic Prefix，CP)同步算法存在的問題，發(fā)現(xiàn)不但多徑干擾對這種算法性

2、能會造成影響，而且符號定時誤差也會對這種算法的載波頻偏估計性能造成影響。在此基礎(chǔ)上，給出了這種算法性能提高的解決途徑。為進(jìn)一步提高基于CP同步算法的性能，針對基于導(dǎo)頻的符號定時細(xì)同步算法存在的不足，提出了一種基于星座點特征的符號定時細(xì)同步算法，該算法以星座點區(qū)域的能量為判決依據(jù)，定義了一種新的定時尺度函數(shù)，通過對定時尺度的最大化得到定時偏移的估計值，該算法的定時尺度非常尖銳，不存在平臺效應(yīng)，也不存在高的旁瓣，可以實現(xiàn)精確的定時同步。

3、r>　　其次，分析了已有訓(xùn)練符號類的同步算法，發(fā)現(xiàn)這些算法存在定時模糊且在多徑信道下性能不佳。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合無人機(jī)遙測信道的特點，提出了兩種新的基于訓(xùn)練符號的同步算法。第一種為基于重復(fù)共軛符號的同步算法，第二種為基于共軛對稱符號的同步算法。設(shè)計了新的訓(xùn)練符號，定義了新的定時尺度函數(shù)，給出了符號定時偏移與載波頻率偏移估計的表達(dá)式。兩種算法均解決了定時模糊問題，而且在多徑信道下仍然具有良好的性能。第一種算法的最大頻偏估計范圍為±2個子載波

4、間隔，第二種算法的最大頻偏估計范圍為±4個子載波間隔。
　　然后，研究了基于數(shù)據(jù)子載波的頻偏跟蹤算法。根據(jù)子載波調(diào)制方式的不同，提出了兩種盲頻偏跟蹤算法。第一種適用于子載波為二相相移鍵控(Binary Phase Shift Keying，BPSK)調(diào)制的OFDM系統(tǒng)，其中算法1通過對兩個OFDM符號在時域或頻域做互相關(guān)運(yùn)算，利用得到的相位差估計載波頻偏。算法2根據(jù)OFDM符號的共軛對稱性來估計載波頻偏。第二種適用于子載波為四相相

5、移鍵控(Quadri-Phase Shift Keying，QPSK)或多階正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)的OFDM系統(tǒng)，利用殘留頻偏會造成星座點發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)的這個特征，設(shè)計環(huán)路來跟蹤殘留頻偏。兩種算法均不需要導(dǎo)頻等額外的輔助信息，不會浪費(fèi)寶貴的帶寬資源，而且計算復(fù)雜度都不高。
　　最后，介紹了無人機(jī)遙測系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，在該系統(tǒng)平臺上對提出的部分算法進(jìn)行了實驗驗證。在此基礎(chǔ)上