寬帶無線OFDM系統(tǒng)同步算法的研究.pdf

1、下一代移動通信的目標(biāo)是利用有限的頻譜資源提供可靠、高速的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)能夠有效的對抗多徑衰落并具有較高的頻譜利用率；多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)能夠大幅度提高系統(tǒng)的吞吐量，因此OFDM技術(shù)和MIMO技術(shù)成為下一代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。但OFDM系統(tǒng)和MIMO-OFDM系統(tǒng)對時間和頻率同步誤差很敏感，特別是頻率同步誤差。準(zhǔn)確的時間同步和精確的頻率同步是OFDM系統(tǒng)和MIMO-OFDM系統(tǒng)正常工作的前提。本文主要針

2、對OFDM系統(tǒng)及MIMO-OFDM系統(tǒng)中的同步問題進(jìn)行了較全面而深入的研究，并將所提出的算法和當(dāng)前國際上的一些經(jīng)典算法進(jìn)行了比較。本文的主要研究成果如下： 一、同步誤差對OFDM系統(tǒng)性能的聯(lián)合影響。論文系統(tǒng)地研究了AWGN信道和多徑衰落信道下定時偏差和載波頻偏對OFDM系統(tǒng)解調(diào)信號及均值信干比的聯(lián)合影響，并通過仿真對分析結(jié)果進(jìn)行了驗證。較之以往的同步誤差影響分析，本文的分析結(jié)果具有更一般的意義。此分析結(jié)果為后續(xù)章節(jié)的同步算法設(shè)計

3、提供了理論基礎(chǔ)。 二、OFDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)輔助類同步算法的研究。論文針對傳統(tǒng)同步算法存在的“峰值平臺”效應(yīng)帶來的定時模糊問題，提出了一套完整的同步解決方案。新算法利用新定義的前導(dǎo)結(jié)構(gòu)和相關(guān)特性優(yōu)異的訓(xùn)練序列，采用接收信號與本地訓(xùn)練序列直接相關(guān)的方法捕獲定時位置，定時同步只需一步完成，同時利用整數(shù)頻偏對訓(xùn)練序列相關(guān)特性的影響，可以結(jié)合定時位置在時域直接估計整數(shù)頻偏，從而省去了FFT運算，降低了系統(tǒng)同步的運算量，并且算法能夠準(zhǔn)確檢測到信

4、號到達(dá)的第一徑。仿真結(jié)果表明，新算法在較低的信噪比條件下和多徑衰落信道下都具有很好的性能。 三、OFDM系統(tǒng)CP類同步算法的研究。論文針對基于CP的同步算法在多徑衰落信道下性能較差的情況，提出了改進(jìn)算法，改進(jìn)算法聯(lián)合利用接收信號的集相關(guān)特性和離散導(dǎo)頻構(gòu)造新的定時度量函數(shù)，并在分析接收信號集相關(guān)特性的基礎(chǔ)上給出了離散導(dǎo)頻的設(shè)計要求。新算法與傳統(tǒng)算法相比，能夠抗多徑干擾，同時可以加快定時捕獲的速度。 四、MIMO-OFDM系