OFDM系統(tǒng)時(shí)頻同步技術(shù)研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)以其抗多徑衰落和高頻譜利用率特點(diǎn)成為下一代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)在學(xué)術(shù)研究和工程實(shí)踐中得到廣泛的關(guān)注。OFDM系統(tǒng)利用相互正交的子載波顯著提高了頻譜利用率，但是易受移動(dòng)無(wú)線信道造成的時(shí)延及頻偏影響，破壞子載波間的正交性，從而引入符號(hào)間干擾(Inter Symbol Interference，ISI)，降低系統(tǒng)性能。因

2、此，精確有效的時(shí)頻同步技術(shù)是OFDM系統(tǒng)保證良好性能的重要技術(shù)之一，也是保證OFDM系統(tǒng)正常高效工作的必要前提。
　　本文主要針對(duì)OFDM系統(tǒng)的符號(hào)定時(shí)同步和載波頻率同步進(jìn)行了全面并且較為深入的研究，分別對(duì)基于循環(huán)前綴（Cyclic Prefix，CP）的非數(shù)據(jù)輔助類算法和基于輔助數(shù)據(jù)的同步算法進(jìn)行理論推導(dǎo)和仿真方案設(shè)計(jì)，比較了不同類型的經(jīng)典算法及其改進(jìn)算法在不同信道環(huán)境下的優(yōu)劣。對(duì)于非數(shù)據(jù)輔助類算法，本文著重分析其在頻率選擇性衰

3、落信道下的同步精度和算法復(fù)雜度，并針對(duì)現(xiàn)有算法計(jì)算復(fù)雜度較高的問(wèn)題提出一種基于多項(xiàng)式擬合的定時(shí)同步改進(jìn)算法，在保證定時(shí)同步精度接近最優(yōu)算法的同時(shí)，有效地降低了算法實(shí)現(xiàn)所需要的計(jì)算時(shí)間。而對(duì)于數(shù)據(jù)輔助類的算法，本文研究比較了幾種現(xiàn)有算法在頻率選擇性信道下的時(shí)頻同步效果，并針對(duì)頻率選擇性信道下相關(guān)峰的缺陷提出一種使用相關(guān)和值下降沿檢測(cè)的優(yōu)化算法，以適應(yīng)復(fù)雜惡劣的多徑衰落環(huán)境。
　　高速移動(dòng)環(huán)境帶來(lái)的多普勒效應(yīng)，會(huì)破壞OFDM系統(tǒng)子載波

4、之間的正交性。針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境下無(wú)線移動(dòng)信道的特征，本文研究了多普勒分集技術(shù)，以對(duì)抗高速移動(dòng)條件下無(wú)線信道的多普勒頻移和多普勒擴(kuò)展，并通過(guò)仿真驗(yàn)證改進(jìn)型多普勒分集算法可以明顯降低計(jì)算復(fù)雜度。
　　計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，傳統(tǒng)的時(shí)頻同步算法可以獲得信道時(shí)延及頻偏估計(jì)，但是在頻率選擇性信道中，尤其是復(fù)雜多徑信道，傳統(tǒng)同步算法的效果往往不盡人意。此外，算法復(fù)雜度較高，需要的計(jì)算量較大是影響其實(shí)際應(yīng)用的主要因素之一，因此，在不斷提升同步算法性